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南京天光所完成慕天望远镜1.93米主镜磨制

 近日,南京天文光学技术研究所天文与空间镜面技术研究室完成磨制慕天望远镜1.93米非球面主镜慕天望远镜由苏定强院士、崔向群院士和何香涛教授共同发起,北京师范大学与中国科学院新疆天文台、南京天光所、新疆大学共建,南京天光所负责研制。镜面的细磨和抛光均采用主动抛光盘完成,该技术由崔向群院士带领团队在国内率先发展成功,获国家科技进步二等奖。主动抛光盘通过计算机控制实时变形,使之与要求的镜面曲面形状相同,同时优化各种工艺参数,实现高速、高平滑度和高面形精度的大镜面加工。仅两个月,镜面面形精度均方值就达到0.8微米,显示了南京天光所经过近些年在主动抛光盘技术上的继续不断发展,在大镜面磨制的加工效率和精度方面获得了新的提升。

主动抛光盘磨制1.93米主镜

 项目团队将六关节工业机器人与摆臂轮廓仪相结合(申报专利CN202210679970.3),并解决了转台跳动误差影响精度的难题,为镜面的细磨和粗抛阶段提供了亚微米级的测量数据,实现了与光学干涉检验无缝衔接。方法减少了大口径镜面在加工和检验位置往复搬运的风险和耗时,检验效率提升显著。

机器人-摆臂轮廓仪对镜面检验(左);并联平转行星研磨工具进行精修抛光(中);镜面干涉条纹(右)

 精抛由机器人驱动的并联平转行星研磨工具完成(授权专利CN201710928500.5CN202011136061.2CN202130717539.X),通过公转、自转和研磨压力的精密调控实现了稳定的磨削特性。自主研发的工艺分析软件集检测数据处理、驻留时间计算、加工路径生成于一体,实现了数字化自动修磨、确定性好、误差收敛快1.93米镜面全口径面形误差的均方根值优于1/50波长,好于设计指标。

 慕天望远镜1.93米主镜的成功磨制标志着南京天光所以主动抛光盘、机器人摆臂轮廓仪、并联平转动研磨工具为代表的先进技术加工和检验方法已经进入常规应用,跨上了新台阶,对我国大型和极大型天文光学望远镜的研制将发挥不可替代的重要作用。