SU834800A1 - Installation for processing article optical surfaces - Google Patents

Installation for processing article optical surfaces Download PDF

Info

Publication number
SU834800A1
SU834800A1 SU782648366A SU2648366A SU834800A1 SU 834800 A1 SU834800 A1 SU 834800A1 SU 782648366 A SU782648366 A SU 782648366A SU 2648366 A SU2648366 A SU 2648366A SU 834800 A1 SU834800 A1 SU 834800A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
workpiece
plasma beam
plasma
diaphragm
ion source
Prior art date
Application number
SU782648366A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Тузов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-8450
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-8450 filed Critical Предприятие П/Я В-8450
Priority to SU782648366A priority Critical patent/SU834800A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU834800A1 publication Critical patent/SU834800A1/en

Links

Description

Изобретение относится к прецизионной обработке поверхностей, а именно к электрофизическим установкам, предназначенным для формообразования оптических поверхностей бомбардировкой потоком .заряженных частиц. 5 The invention relates to precision surface treatment, namely to electrophysical installations intended for shaping optical surfaces by bombardment by a stream of charged particles. 5

Известны ионно-лучевые установки для формообразования оптических поверхностей, в которых обработка поверхности детали осуществляется ионным пучком, отклоняемым на небольшие уг- ,0 лы с помощью системы магнитных линз. Такое устройство позволяет обрабатывать детали небольших размеров со сравнительно невысокой точностью, приблизительно 1 мкм fl].Known ion-beam systems for forming the optical surfaces, in which process the workpiece surface is performed by an ion beam, deflectable into small ug- 0 ly by magnetic lens system. Such a device allows you to process parts of small sizes with relatively low accuracy, approximately 1 μm fl].

Однако в известных установках обработка деталей больших размеров с большей точностью достигается путем использования механического привода перемещения пучка относительно обрабатываемой поверхности, контроль формы поверхности производится с помощью специальных оптических систем, встроенных в установку, или независимых, которые позволяют контролировать либо глубину съема на отдельных участках поверхности, либо всю поверхность. Установки, содержащие встроенные оптические системы для контроля формообразования, сложны, имеют большую стоимость и используются для обработки деталей диаметром не более 300 мм.However, in known installations, processing of large-sized parts with greater accuracy is achieved by using a mechanical drive to move the beam relative to the surface to be treated, surface shape control is carried out using special optical systems built into the installation, or independent, which allow you to control either the depth of removal on individual surface sections, or the entire surface. Plants containing integrated optical systems for controlling the shaping are complex, have a high cost and are used to process parts with a diameter of not more than 300 mm.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для обработки оптических поверхностей изделий, содержащая вакуумную камеру с размещенными в ней ионнным источником, снабженным приводом перемещения, приспособлением для крепления обрабатываемого изделия с приводами· крепления изделия и вращения приспособления вокруг собственной оси, систему контроля за формообразованием обрабатываемой поверхности, блоки управления и сравненияClosest to the proposed one is a device for processing optical surfaces of products, containing a vacuum chamber with an ion source placed in it, equipped with a displacement drive, a device for fastening the workpiece with drives · fastening the product and rotating the device around its own axis, a control system for shaping the processed surface, control and comparison units

Недостатками установки являются малая производительность и низкие тех ;The disadvantages of the installation are low productivity and low tech;

нологические возможности, обусловленные малым диаметром ионного пучка, отсутствием возможности плавной регулировки размеров пучка (диаметр пучка регулируется дискретно, набором диафрагм) , а также невозможностью исправления дефектов обрабатываемой поверхности (в виде углублений и люменов) в связи с напылением дополнительного слоя.the logical possibilities due to the small diameter of the ion beam, the lack of the possibility of smooth adjustment of the beam size (the beam diameter is discretely controlled by a set of apertures), as well as the inability to correct defects on the treated surface (in the form of recesses and lumens) due to the deposition of an additional layer.

Цель изобретения - увеличение про изводительности и расширение технологических возможностей.The purpose of the invention is to increase productivity and expand technological capabilities.

Поставленная.цель достигается благодаря тому, что установка для об- 15 работки оптических поверхностей изделий, содержащая вакуумную камеру с размещенными в ней ионным источником, снабженным приводом перемещения, приспособлением для крепления обрабатываемого изделия с приводами крепления изделия и вращения приспособления вокруг собственной оси, систему контроля за формообразованием обрабатываемой поверхности, блоки управления и сравнения, снабжена мишенью, о „ расположенной под углом.к плоскости обрабатываемой поверхности, регулируемой диафрагмой и заслонкой с при- 3θ водами, установленными между ионным источником и мишенью, а также ловушкой распыленного материала обрабатываемого изделия, а приспособление для крепления обрабатываемого изде- 35 лия дополнительно снабжено приводами возвратно-поступательного движения, перемещения и наклона в плоскости падения плазменного пучка ионного источника на обрабатываемую поверх- 4θ ность ‘изделия, причем выходы блока управления соединены с ионным источником и его приводом, с блоком сравнения и с приводами крепления и перемещений обрабатываемого изделия, а 45 также с приводами заслонки и диафрагмы, а вход блока управления соединен с выходом системы контроля через блок сравнения.Postavlennaya.tsel achieved thanks to the fact that the installation of For creation of the optical surfaces 15 rabotki articles, comprising a vacuum chamber arranged therein an ion source provided with a displacement drive device for fixing the workpiece with the actuators and fastening articles rotational device about its own axis, the control system for shaping the machined surface, the control and comparison units are equipped with a target, located at an angle to the plane of the machined surface, adjustable emoy diaphragm and shutter with water pri- θ 3 set between the ion source and the target, as well as trap the pulverized material of the workpiece, and means for mounting the processed izde- lija 35 is further provided with actuators reciprocating motion, moving and tilting in the plane of incidence of the plasma an ion beam source onto the treated surface 4 θ ness' products, wherein the control unit outputs are connected to the ion source and its drive, a comparison unit and with the actuators and fastening V scheny workpiece 45 as well as valve actuators and diaphragm, and the input control unit connected to the output control through the comparison unit.

На фиг.1 изображена функциональ- JQ ная схема предлагаемой полуавтоматической установки для формообразования оптических поверхностей путем распыления материала с обрабатываемой поверхности, напыления на нее допол- 55 нительного слоя; на фиг.2 - узел для крепления и перемещения изделий по координатам Ед и ψ на величины соответственно дЕд и & ψ относительFigure 1 shows a functional JQ diagram of the proposed semi-automatic installation for shaping optical surfaces by spraying material from the treated surface, spraying on it an additional 55 layer; figure 2 - node for mounting and moving products along the coordinates of Un and ψ by the values respectively DEU and & ψ relative

834800 4 но плазменного пучкана фиг.З - отверстие плавно регулируемой диафрагмы и ее эффективный диаметру на фиг.4 часть обрабатываемой поверхности плоского зеркала, имеющего отступление от плоскости в виде бугра произвольной формы, план; на фиг. 5 и 6дискретное расположение следов плазменного пучка в процессе обработки этого участка поверхности, нормальный и продольный разрезы бугра.834800 4 but the plasma beam of Fig.Z - the hole of the continuously adjustable diaphragm and its effective diameter in Fig.4 is a part of the machined surface of a flat mirror having a deviation from the plane in the form of a mound of arbitrary shape, plan; in FIG. 5 and 6 discrete arrangement of traces of a plasma beam during the processing of this surface area, normal and longitudinal sections of the hill.

.Установка (фиг.1) содержит вакуумную камеру 1, приспособление 2 С приводами для крепления и перемещения обрабатываемого изделия, установленное в вакуумной камере с возможностью дискретного поворота: вокруг собственной оси . 0Ν на угол Δ (по координате ψ) , наклона вокруг оси ОУ на угол Δ. (по координате у) и дискретного поступательного перемещения вдоль оси 0Ζ (по координате Ζ) в плоскости падения плазменного пучка на обрабатываемую поверхность изделия 3, ионный источник 4, соединенный с вакуумной камерой 1 сильфоном 5, систему 6 контроля за формообразованием, плавно регулируемую’диафрагму 7, установленную между ионными источником 4 и приспособлением 2 для крепления и перемещения обрабатываемого изделия по оси плазменного пучка ионного источника 4 и снабженную заслонкой 8, мишень 9, установленную между плавно регулируемой диафрагмой 7 и приспособлением 2 для крепления и перемещения обрабатываемого изделия 3 на пути распространения плазменного пучка, (когда ионный источник плазменного пучка 4 повернут вокруг центра О,,) , ловушку 10, установленную на пути распыляемого с обрабатываемой поверхности материала, приводы 11 и 12 дискретных поворотов приспособления 2 для крепления и перемещения обрабатываемого изделия 3 вокруг собственной оси 0Ν на угол д Ψ (по координате Ψ) и оси ОУ на угол д£д(по координате у) , привод 13 для дискретного перемещения приспособления 2 вдоль оси 0Z, приводы. 14-16 плавной регулировки эффективного диаметра диафрагмы, управления положением заслонки 8 и ионного источника 4 плазменного пучка, блок 17 управления работой установки, блок 18 для сравнения сигнала системы контроля распыления (напыления) с базовым сигналом. При. Installation (figure 1) contains a vacuum chamber 1, a device 2 With drives for mounting and moving the workpiece, installed in a vacuum chamber with the possibility of discrete rotation: around its own axis. 0Ν by the angle Δ (along the coordinate ψ), the inclination around the axis of the OS by the angle Δ. (along the y coordinate) and discrete translational movement along the 0Ζ axis (along the Ζ coordinate) in the plane of incidence of the plasma beam on the workpiece surface 3, an ion source 4 connected to a vacuum chamber 1 by a bellows 5, a shaping control system 6, continuously adjustable with a diaphragm 7, mounted between the ion source 4 and the device 2 for mounting and moving the workpiece along the axis of the plasma beam of the ion source 4 and equipped with a shutter 8, the target 9, mounted between a continuously adjustable diameter fragment 7 and a device 2 for mounting and moving the workpiece 3 on the path of the plasma beam propagation (when the ion source of the plasma beam 4 is rotated around the center О ,,), a trap 10 installed on the path of the material sprayed from the treated surface, the actuators 11 and 12 are discrete rotations of the tool 2 for fastening and moving the workpiece 3 around its own axis 0Ν by the angle d Ψ (along the coordinate Ψ) and the axis of the op-amp by the angle d £ d (along the coordinate y), drive 13 for discrete movement of the tool 2 along the axis 0Z drives. 14-16 continuously adjusting the effective diameter of the diaphragm, controlling the position of the shutter 8 and the ion source 4 of the plasma beam, unit 17 for controlling the operation of the unit, block 18 for comparing the signal of the atomization control system (spraying) with the base signal. At

834800 6 необходимости напыления слоя на поверхность изделия 3 ионный источник 4 плазменного пучка поворотом вокруг центра 0-,. с помощью привода 16 наводится на мишень 9. Как при напыле- 5 нии, так и при распылении поверхности обрабатываемого изделия 3 форма и размеры плазменного пучка, а следователы но, ц участка обрабатываемой поверхности, определяются эффективным диаметром D (фиг.3); плавно регулируемым диафрагмой 7 и заслонкой 8, управляемых соответственно приводами.14 и 15. Отверстие диафрагмы 7 выполнено в виде правильного шестиугольника.834800 6 necessary to spray a layer on the surface of the product 3 ion source 4 plasma beams by rotation around the center 0- ,. with the help of the drive 16 it is aimed at the target 9. Both during sputtering 5 and when spraying the surface of the workpiece 3, the shape and dimensions of the plasma beam, and therefore, the area of the treated surface, are determined by the effective diameter D (Fig. 3) ; continuously adjustable diaphragm 7 and shutter 8, respectively controlled by actuators 14 and 15. The opening of the diaphragm 7 is made in the form of a regular hexagon.

Установка работает следующим образой.Installation works as follows.

В блок 17 управления вводятся программы; величина и последователь’ность исполнения движений по координатам Ч» , у и Z, определяющих положе- ние центра плазменного пучка на поверхности изделия 3, глубина распыления (напыления) материала с обрабаты- 25 ваемой поверхности (на обрабатываемую поверхность) изделия 3, эффективный диаметр регулируемой диафрагмы и положение заслонки 8 как функции координат Ψ , у и Z. По сигналам 30 с блока 17 'управления установкой приспособление 2 для крепления и перемещения изделия с помощью приводов 11- ориентируется так, чтобы ось плазменного пучка (или потока распыленного материала мишени) совпала с начальными координатами Vo , у и Ζθ (фиг.б), определенными программой перемещений и поворотов относительно осей ON, 0Y и 0Ζ , соответственно, 40 при этом за счет наклона приспособления 2 вокруг оси ОУ обеспечивается эффективный угол падения плазменного пучка на поверхность изделия ( = =60+10°). Затем с блока 17 управления 45 !последовательно посылаются сигналы на включение ионного источника 4, а также приводов 14-16. В результате плазменный пучок направляется под углом 60^1СРна поверхность изделия 3 50 (в случае распыления) либо на мишень 9 в случае напыления материала на поверхность изделия 3), при этом плавно регулируемая диафрагма 7 раскрывается до необходимого значения эффективного диаметра, а заслонка в зависимости от формы обрабатываемого участка поверхности открывает частично или полностью отверстие диафрагмы 7.In block 17 of the control program; posledovatel'nost magnitude and execution of movements B coordinates', y and Z, defining the position of the center of the plasma beam on the surface of the article 3, the depth of sputtering (sputtering) of the material with 25 Vai processed surface (treated surface) of the article 3, the effective diameter the adjustable diaphragm and the position of the shutter 8 as a function of the coordinates Ψ, y and Z. According to the signals 30 from the installation control unit 17 ', the device 2 for fastening and moving the product using actuators 11- is oriented so that the axis of the plasma beam (or flow of the sprayed target material) coincided with the initial coordinates V o , y and Ζθ (Fig. b) defined by the program of movements and rotations relative to the ON, 0Y, and 0Ζ axes, respectively, 40 , due to the inclination of the device 2 around the axis of the op-amp, an effective angle of incidence is ensured a plasma beam on the surface of the product (= = 60 + 10 °). Then, signals from the control unit 45 ! Are sent sequentially to turn on the ion source 4, as well as the drives 14-16. As a result, the plasma beam is directed at an angle of 60 ^ 1СР to the surface of the product 3 50 (in the case of spraying) or to the target 9 in the case of spraying the material onto the surface of the product 3), while the continuously adjustable diaphragm 7 opens to the required effective diameter, and the shutter, depending from the shape of the processed surface area partially or completely opens the opening of the diaphragm 7.

Плазменный пучок, пройдя через диафрагму 7, бомбардирует поверхность изделия 3 и распыляет ее. При угле 60Р±.10°падения ионов пучка достигается, с одной стороны, высокая скорость обработки, а с другой - узкая диаграмма направленности распыленного материала. Последнее обуславливает возможность экранирования распыленного материала с помощью ловушки 10, что дает возможность полностью исключить его осаждение на обрабатываемую поверхность.The plasma beam, passing through the diaphragm 7, bombards the surface of the product 3 and sprays it. At an angle of 60P ± .10 ° the incidence of beam ions, on the one hand, a high processing speed is achieved, and on the other, a narrow radiation pattern of the sprayed material. The latter makes it possible to shield the sprayed material using a trap 10, which makes it possible to completely eliminate its deposition on the treated surface.

Одновременно система 6 контроля за формообразованием в виде электрического сигнала выдает информацию о толщине распыленного (или напыленного) слоя материала. Этот сигнал сравнивается в блоке 18 с базовым сигналом блока 17 управления заданной толщине. В случае их совпадения блок 17 управления последовательно [выдает сигналы на полное перекрытие диафрагмы заслонкой 8,. дискретные ^перемещения детали вдоль 0Ζ и поворотов вокруг осей 0Ν и. 0Y, затем в той же последовательности производится обработка нового участка поверхности изделия. При необходимости нанесения на обрабатываемую поверхность дополнительного слоя материала (процесс так называемого залечивания .дефектов) ионный источник 4 поворачивается с помощью привода 16, при этом плазменный пучок, пройдя диафрагму 7, попадает на мишень 9 под углом ё м = =60° + 10° и эффективно ее распыляет.At the same time, the shaping control system 6 in the form of an electrical signal provides information about the thickness of the sprayed (or sprayed) material layer. This signal is compared in block 18 with the base signal of the control unit 17 of a given thickness. If they coincide, the control unit 17 sequentially [gives signals to completely cover the diaphragm with a shutter 8 ,. discrete ^ movements of the part along 0Ζ and rotations around the axes 0Ν and. 0Y, then in the same sequence the new part of the surface of the product is processed. If it is necessary to deposit an additional layer of material on the surface to be treated (the so-called healing process of defects), the ion source 4 is rotated by means of a drive 16, while the plasma beam, having passed through the diaphragm 7, hits the target 9 at an angle ё m = 60 ° + 10 ° and efficiently spray it.

Направленный поток распыленного материала мишени падает нормально на заданный дефектный участок поверхности, например в виде ям, и осаждается в виде покрытия, обеспечивая залечивание дефектов.The directed flow of the sprayed target material normally falls on a given defective surface area, for example in the form of pits, and is deposited in the form of a coating, providing for healing of defects.

В предлагаемой установке возмржно использование источников плазменного пучка простой конструкции, так как не накладывается строгих ограничений на равномерность распределения энергии плазменного пучка по сечению. Выбором технологического процесса можно усреднить случайные флуктуации этого параметра пучка до значений, при которых· обеспечивается заданная точность обработки.In the proposed installation, it is possible to use sources of a plasma beam of a simple design, since there are no strict restrictions on the uniform distribution of the energy of the plasma beam over the cross section. By choosing a technological process, it is possible to average the random fluctuations of this parameter of the beam to values at which the specified processing accuracy is ensured.

На примере процесса доводки формы · поверхности плоского зеркала (фиг.4) имеющего отступление от плоскости произвольной формы, рассматривают расчет параметров обработки. Исходные данные; относительные вариации тока плазменного пучка от равномерного распределения Δ Ψ , максимальная высота N отступления от номинальной формы поверхности, средняя скорость глубины распыления (напыления) на диаметре пучка V, допустимая остаточная погрешность Δ N обработки и топограмма нормальных отклонений от· номинальной формы обрабатываемого изделия, представленная в нашем примере в виде линий равных нормальных отклонений.и Для выполнения условия усреднения флуктуаций тока плазменного пучка от равномерного искомое отступление по высоте разбиваем на η слоев (фиг. 5) В свою очередь слои с нечетным порядковым номером по ширине разбиваем на две одинаковые части, с четным на три. Ширина этих пятен определяет эффективный диаметр D регулируемой диафрагмы плазменного пучкаOn the example of the process of fine-tuning the shape · surface of a flat mirror (figure 4) having a deviation from a plane of arbitrary shape, consider the calculation of processing parameters. Initial data; relative variations of the plasma beam current from the uniform distribution Δ Ψ, the maximum deviation height N from the nominal surface shape, the average velocity of the spraying (spraying) depth on the beam diameter V, the permissible residual error Δ N of the processing, and the topogram of normal deviations from the nominal shape of the workpiece, presented in our example, in the form of lines of equal normal deviations. and To fulfill the condition of averaging the fluctuations of the plasma beam current from the uniform, the desired deviation in height azbivaem on η layers (Fig. 5) In turn, the layers with an odd sequence number in width split into two equal parts with even three. The width of these spots determines the effective diameter D of the adjustable diaphragm of the plasma beam

0,5 В, если η четно;0.5 V if η is even;

оabout

0,3 В, если η нечетно, где В - текущее значение ширины слоя Края верхних пятен примерно нахо-т дятся над центрами нижних, что способствует усреднению интегрального потока. По схеме, напоминающей так называемые пчелиные соты (фиг.б), каждый слой заполняется соответствую-з5 щим числом плазменных пятен (шестиугольной, треугольной форм). Так как шестиугольная плавно регулируемая диафрагма плазменного пучка может быть частично перекрыта заслонкой, то40 нетрудно видеть, что набором плазменных пятен шестиугольной, треугольной и промежуточной формы можно покрыть поверхность практически любой конфигурации. Одновременно из картины пок-45 рытия в(фиг.б) графически легко определяются координаты (Ψ и Ζ) оси плазт·. менного пучка на обрабатываемой поверхности. Остаточная кромка на краю обрабатываемого участка от следа плаз-50 менного пучка не должна превышать ΔΝ, поэтому высота одного слоя0.3 V, if η is odd, where B is the current value of the layer width. The edges of the upper spots are approximately above the centers of the lower spots, which contributes to the averaging of the integral flow. In Scheme resembling the so-called honeycomb (fig.b), each layer was filled with an appropriate conductive-5 number of plasma spots (hexagonal, triangular shapes). Since the hexagonal continuously adjustable diaphragm of the plasma beam can be partially blocked by a shutter, it is easy to see 40 that a surface of almost any configuration can be covered with a set of plasma spots of a hexagonal, triangular and intermediate shape. At the same time, the coordinates (Ψ and Ζ) of the plasma axis · are graphically easily determined from the coating pattern in (Fig. B). Variable beam on the treated surface. The residual edge on the edge of the treated area from the trace of the plasma-50 beam should not exceed ΔΝ, therefore, the height of one layer

4Vi] ’ а число слоев . <*>4Vi] ’a number of layers. <*>

С другой стороны допустимое значение относительных вариаций тока плазменного пучка.On the other hand, the allowable value of the relative variations in the plasma beam current.

О)ABOUT)

D-S (1)D-S (1)

Полагая, что коэффициент усреднения интегрального значения потока пропорционален корню квадратному из числа слоев Пу,последнее»определяется какAssuming that the averaging coefficient of the integral value of the flow is proportional to the square root of the number of layers Pu, the latter is defined as

Глубина слоя t =АОкончательное tуодного слоя число η слоев и высовыбираются наибольПу и соотта шими и наименьшими из η ветственно t^, ty.Layer depth t = AO The final t of a single layer is the number η of layers and are selected at most P y and the corresponding and smallest of η are respectively t ^, t y .

Время обработки одного элементарного участка, соответствующего одному положению плазменного пятна на детали, равноThe processing time of one elementary region corresponding to one position of the plasma spot on the part is

ТT

О уOU

Полное время обработки всего участ- .The total processing time for the entire parcel.

U) ка ’ ’ £ - число плазменных пятен в где каждом слое. _ Так при ДО ^0,2; N=0,3 мкм, V=5 мкм/час, N=0,01 мкм, получаем {δ3]=3·102, п=Пу-50, 1=^=6--10 мкм и Тр= 0,07 мин.U) ka ' (in ' £ is the number of plasma spots in where each layer is. _ So for DO ^ 0.2; N = 0.3 μm, V = 5 μm / h, N = 0.01 μm, we obtain {δ3 ] = 3 · 10 2 , n = Pu-50, 1 = ^ = 6-10 μm and Tr = 0.07 min.

Введение плавно регулируемой диафрагмы с заслонкой и отверстием в виде правильного шестиугольника, центр которого расположен на оси плазменного пучка, позволяет плавно изменять размер распыляемого (напыляемого) участка поверхности обрабатываемого изделия, обеспечивать одновременный съем материала с максимально большой площади и получать оптические поверхности любой формыJ при этом помимо расширения технологических возможностей создаются благоприятные условия дЯя эффективного использования плазменных источников с б ст ъптим диаметром пучка, для увеличения производительности установки.The introduction of a continuously adjustable diaphragm with a shutter and a hole in the form of a regular hexagon, the center of which is located on the axis of the plasma beam, allows you to smoothly change the size of the sprayed (sprayed) surface area of the workpiece, to ensure simultaneous removal of material from the largest possible area and to obtain optical surfaces of any shape In addition to expanding technological capabilities, favorable conditions are created for the effective use of plasma sources with optimal diameters. Trom beam to increase plant capacity.

Введение мишени, поворота ионного источника вокруг центра диафрагмы '834800 1θ и наклона изделия в плоскости падения плазменного пучка позволяет изменять форму поверхности обрабатываемого изделия как распылением материала с ее поверхности, так и его напыления s потоком, направленным по нормали к поверхности. Реализация возможности изменения формы поверхности напылением дополнительного слоя материала увеличивает производительность про- ю цесса доводки формы оптических поверхностей в несколько раз и расширяются технологические .возможности установки. Наряду с этим становится возможным проведение с одинаковой 15 эффективностью процессов напыления и распыления при углах£м= £д =60°+ 10° падения плазменного пучка на распыляемую поверхность, обеспечивающих по сравнению с нормальным падением уве- 20 личение скорости распыления, а следовательно, и производительности.Introduction of the target, the ion source around the rotation center of the diaphragm '834800 1θ and tilt products in the plane of incidence of the plasma beam allows the shape of the surface of the workpiece as the spray material from its surface and its spraying s flow directed normal to the surface. The realization of the possibility of changing the surface shape by spraying an additional layer of material increases the productivity of the process of fine-tuning the shape of optical surfaces several times and the technological capabilities of the installation expand. Along with this, it becomes possible to carry out the spraying and sputtering processes with the same efficiency at angles £ m = £ d = 60 ° + 10 ° of the incidence of the plasma beam on the sprayed surface, which, in comparison with the normal incidence, provides an increase in the spraying rate, and, consequently, and performance.

При указанных углах падения диаграмма направленности распыленного материала сильно сужается, а это упрощает реше- 25 ние задачи локального напыления материала и эффективного экранирования обрабатываемой поверхности изделия от распыленного материала с помощью дополнительно введенной ловушки, что зо позволяет использовать для контроля формообразования сравнительно простые методы и устройства для контроля глубины распыления (напыления) материала на отдельных участках поверхности 35 обрабатываемого изделия с достаточной точностью. Кроме того, сохраняется точность и уменьшается общее время обработки изделия в 2-3 раза, а также упрощается система контроля установ-. 40 ки за формообразованием.At the indicated angles of incidence, the directivity pattern of the sprayed material narrows significantly, and this simplifies the solution of the problem of local spraying of the material and effective screening of the workpiece surface of the product from the sprayed material using an additional trap, which makes it possible to use relatively simple methods and devices for controlling the formation of control the depth of spraying (spraying) of the material in individual sections of the surface 35 of the workpiece with sufficient accuracy. In addition, accuracy is maintained and the total product processing time is reduced by 2–3 times, and the installation-control system is simplified. 40 ki for shaping.

Таким образом^использование предлагаемой установки позволяет при сохранении точности обработки увеличить 45 производительность, расширить техно логические возможности и упростить конструкцию установки.Thus, the use of the proposed installation allows, while maintaining the accuracy of processing, to increase 45 productivity, expand technological capabilities and simplify the design of the installation.

Claims (2)

Изобретение относитс  к прецизион ной обработке поверхностей, а именно к электрофизическим установкам, пред назначенным дут  формообразовани  опт ческих повр.рхностей бомбардировкой п током .зар женных частиц. Известны ионно-лучевые установки дл  формообразовани  оптических поверхностей , в которых обработка пове ности детали осуществл етс  ионным пучком, отклон емым на небольшие углы с помощью системы магнитных линз. Такое устройство позвол ет обрабатывать детали небольших размеров со сравнительно невысокой точностью, приблизительно 1 мкм Dl. Однако в известных установках обработка деталей больших размеров с большей точностью достигаетс  путем использовани  механического привода перемещени  пучка относительно обрабатываемой поверхности, контроль формы поверхности производитс  с помощью специальных оптических систем. встроенных в установку, или независимых , которые позвол ют контролировать либо глубину съема на отдельных участках поверхности, либо всю поверхность. Установки, содержащие встроенные оптические системы дл  контрол  формообразовани , сложны, имеют большую стоимость и используютс  дл  обработки деталей диаметром не более 300 мм. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  установка дл  обработки оптических поверхностей изделий, содержаща  вакуумную камеру с размещенными в ней ионнным источником, снабженным приводом перемещени , приспособлением дл  креплени  обрабатываемого издели  с приводами- креплени  издели  и вращени  приспособлени  вокруг собственной оси, систему контрол  за формообразованием обрабатываемой поверхности , блоки управлени  и сравнени  . Недостатками установки  вл ютс  мала  производительность и низкие технологические возможности, обусловленные малым диаметром ионного пучк отсутствием возможности плавной рег лировки размеров пучка (диаметр пуч регулируетс  дискретно, набором диаф рагм) , а также невозможностью исправлени  дефектов обрабатываемой по верхности (в виде углублений и люменов ) в св зи с напылением дополни тельного сло . Цель изобретени  - увеличение пр изводительности и расширение технол гических возможностей. Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что установка дл  об работки оптических поверхностей изделий , содержаща  вакуумную камеру с размещенными в ней ионным источником , снабженным приводом перемещени  приспособлением дл  креплени  обрабатываемого издели  с приводами креп лени  издели  и вращени  приспособле ни  вокруг собственной оси, систему контрол  за формообразованием обраба тываемой поверхности, блоки управлени  и сравнени , снабжена мишенью, расположенной под углом.к плоскости обрабатываемой поверхности, регулируемой диафрагмой и заслонкой с приводами , установленными между ионным источником и мишенью, а также ловушкой распыленного материала обрабатываемого издели , а приспособление дл  креплени  обрабатываемого издели  дополнительно снабжено приводами возвратно-поступательного движени , перемещени  и наклона в плоскости падени  плазменного пучка ионного источника на обрабатываемую поверхность издели , причем выходы блока управлени  соединены с ионным источником и его приводом, с блоком сравнени  и с приводами креплени  и пере мещений обрабатываемого издели , а также с приводами заслонки и диафрагмы , а вход блока управлени  соединен с выходом системы контрол  через блок сравнени . На фиг.1 изображена функциональна  схема предлагаемой полуавтоматической установки дл  формообразовани  оптических поверхностей путем распылени  материала с обрабатываемо поверхности, напылени  на нее дополнительного сло ; на фиг.2 - узел дл  креплени  и перемещени  изделий по координатам д и Ц на величины соответственно дбд и uV относител 8004 но плазменного пучка на фиг.З - отверстие плавно регулируемой диафрагмы и ее зффективный диаметру на фиг.4 часть обрабатываемой поверхности плоского зеркала, имеющего отступление от плоскости в виде бугра произвольной формы, план; на фиг. 5 и 6дискретное расположение следов плазменного пучка в процессе обработки этого участка поверхности, нормальный и продольный разрезы бугра. .Установка (фиг.1) содержит вакуумнзто камеру 1 , приспособление 2 с приводами дл  креплени  и перемещени  обрабатываемого издели , установленное в вакуумной камере с возможностью дискретного поворота вокруг собственной оси. ON на угол А f (по координате V) , наклона вокруг оси ОУ на угол Л. д (по координате у) и дискретного поступательного перемещени  вдоль оси OZ (по координате Z) в плоскости падени  плазменного пучка на обрабатываемую поверхность издели  3, ионный источник 4, соединенный с вакуумной камерой 1 сильфоном 5, систему 6 контрол  за формообразованием, плавно регулируемую диафрагму 7, установленную между ионными источником 4 и приспособлением 2 дл  креплени  и перемещени  обрабатываемого издели  по оси плазменного пучка ионного источника 4 и снабженную заслонкой 8, мишень 9, установленную между плавно регулируемой диафрагмой 7 и приспособлением 2 дл  креплени  и перемещени  обрабатываемого издели  3 на пути распространени  плазменного пучка, . (когда ионный источник плазменного пучка 4 повернут вокруг центра 0), ловушку 10, установленную,на пути распыл емого с обрабатываемой поверхности материала, приводы 11 и 12 дискретных поворотов приспособлени  2 дл  креплени  и перемещени  обрабатываемого издели  3 вокруг собственной оси ON на угол д Ч (по координате и оси ОУ на угол лЕ(т1О координате у) , привод 13 дл  дискретного перемещени  приспособлени  2 вдоль оси OZ, приводы. 14-16 плавной регулировки эффективного диаметра диафрагмы, управлени  положением заслонки 8 и ионного источника 4 плазменного пучка, блок 17 управлени  работой установки, блок 18 дл  сравнени  сигнала системы контрол  распылени  (напылени ) с базовым сигналом. При необходимости напьшени  сло  на поверхность издели  3 ионный источник 4 плазменного пучка поворотом вокруг центра О-,, с помощью привода 16 наводитс  на мишень 9. Как при напылеНИИ , так и при распылении поверхности обрабатьшаемого издели  3 форма и раз меры плазменного пучка, а следователы но, и участка обрабатываемой поверхности , определ ютс  эффективным диаметром D (фиг.З) плавно регулируемым диафрагмой 7 и заслонкой 8, управл емых соответственно приводами.14 и 15 Отверстие диафрагмы 7 выполнено в виде правильного шестиугольника. Установка ра.ботает следующим образой . В блок 17 управлени  ввод тс  программы; величина и последователь ность исполнени  движений по координатам Ч }У и Z; определ ющих положение .центра плазменного пзгчка на поверхности издели  3, глубина распьшени  (напылени ) материала с обрабатываемой поверхности (на обрабатываемую поверхность) издели  3, эффектив ный диаметр регулируемой диафрагмы 7и положение заслонки 8 как функции координат , у и Z. По сигналам с блока 17 управлени  установкой при . пособление 2 дл  креплени  и перемещени  издели  с помощью приводов 1113 ориентируетс  так, чтобы ось плаз менного пучка (или потока распыленного материала мишени) совпала с начальными координатами У , у и Zg (фиг.б), определенными программой пе ремещений и поворотов относительно осей ON, GY и OZ , соответственно, при этом за счет наклона приспособлени  2 вокруг оси ОУ обеспечиваетс  эффективный угол падени  плазменного пучка на поверхность издели  ( д 60±10J. Затем с блока 17 управлени  ( Последовательно посьшаютс  сигналы на включение ионного источника 4, а также приводов 14-16. В результате плазменный пучок направл етс  под . углом 60±10Рна поверхность издели  3 ( в случае распьшени ) либо на мишень 9 в случае напылени  материала на поверхность издели  З), при этом плавно регулируема  диафрагма 7 раск рываетс  до необходимого значени  эффективного диаметра, а заслонка 8в зависимости от формы обрабатывае мого участка поверхности открывает частично или полностью отверстие диафрагмы 7. Плазменный пучок, пройд  через диафрагму 7, бомбардирует поверхность издели  3 и распыл ет ее. При угле 6СР±.10 падени  ионов пучка достигаетс , с одной стороны, высока  скорость обработки, а с другой - узка  диаграмма направленности распыленного материала . Последнее обуславливает возможность экранировани  распылённого материала с помощью ловушки 10, что дает возможность полностью исключить его осаждение на обрабатываемую поверхность . Одновременно система 6 контрол  за формообразованием в виде электрического сигнала выдает информацию о толщине распыленного (или напыленного ) сло  ма териала. Этот сигнал сравниваетс  в блоке 18 с базовым сигналом блока 17 управлени  заданной толщине. В случае их совпадени  ,блок 17 управлени  последовательно выдает сигналы на полное перекрытие диафрагмы заслонкой 8,. дискретные перемещени  детали вдоль OZ и поворо .тов вокруг осей ON и. OY, затем в той же последовательности производитс  обработка нового участка поверхности издели . При необходимости нанесени  на обрабатываемую поверхность дополнительного сло  материала (процесс так называемого залечивани  .дефектов) ионный источник 4 поворачиваетс  с помощькз привода 16, при этом плазменный пучок, пройд  диафрагму 7, попадает на мишень 9 под углом 66 ± 10° и эффективно ее распыл ет. Направленный поток распыленного материала мишени падает нормально на заданный дефектньй участок поверхности , например в виде  м, и осаждаетс  в виде покрыти , обеспечива  залечивание дефектов. В предлагаемой установке возмржно использование источников плазменного пучка простой конструкции, так как не накладываетс  строгих ограничений на равномерность распределени  энергии плазменного пучка по сечению. Выбором технологического процесса можно усреднить случайные флуктуации этого параметра пучка до значений, при которых- обеспечиваетс  заданна  точность обработки. На примере процесса доводки формы поверхности плоского зеркала (фиг.4) имеющего отступление от плоскости произвольной формы, рассматривают расчет параметров обработки. Исходны данные; относительные вариации тока плазменного пучка от равномерного распределени  Л Ч , максимальна  высота N отступлени  от номинальной формы поверхности, средн   скорость глубины распылени  (напьшени ) на диаметре пучка V, допустима  остаточ на  погрешность ДN обработки и топог рамма нормальных отклонений оТ номинальной формы обрабатываемого издели представленна  в нашем примере в виде линий равных нормальных отклонени Дл  выполнени  услови  усреднени  флуктуации тока плазменного пучка от равномерного искомое отступление по высоте разбиваем на п слоев (фиг. В свою очередь слои с нечетным пор д ковым номером по ширине разбиваем на две одинаковые части, с четным на три. Ширина этих п тен определ ет эффективньш диаметр D регулируемой диафрагмы плазменного пучка Го,5 В, если п четно ,3 В, если п нечетно, где В - текущее значение ширины сло  Кра  верхних п тен примерно нахо-т д тс  над центрами нижних, что способствует усреднению интегрального потока. По схеме, напоминающей так называемые пчелиные соты (фиг.б) каждый слой заполн етс  соответствую щим числом плазменных п тен (шестиугольной , треугольной форм). Так как шестиугольна  плавно регулируема  диафрагма плазменного пучка может быть частично перекрыта заслонкой, т нетрудно видеть, что набором плазмен ных п тен шестиугольной, треугольной и промежуточной формы можно покрыть поверхность практически любой конфи гурации. Одновременно из картины пок рыти  ,(фиг.б) графически легко определ ютс  координаты (4 и 2) оси пла манного пучка на обрабатываемой поверхности . Остаточна  кромка на краю обрабатываемого участка от следа пла менного пучка не должна превьшать ДМ, поэтому высота одного сло  t -, с-д;| а число слоев С другой стороны допустимое значеие относительных вариаций тока плазенного пучка. Полага , что коэффициент усреднени  интегрального значени  потока пропорционален корню квадратному из числа слоев Пм ,последнее.определ етс  как Окончательное число п слоев и высота 1(0дного сло  выбираютс  наибольшими и наименьшими из п,,,Пу и соответственно tj,, ty. Брем  обработки одного элементарного участка, соответствующего одному положению плазменного п тна на детали , равно Т а V Полное врем  обработки всего участт Ё: (т), (9) . где - число плазменных п тен в каждом слое. Так при ЛЗ ,2 ,3 мкм, мкм/час, ,01 мкм, получаем , , . 10 мкм и TO 0,07 мин. Введение плавно регулируемой диафрагмы с заслонкой и отверстием в виде правильного шестиугольника, центр которого расположен на оси плазменного пучка, позвол ет плавно измен ть размер распыл емого (напьш емого) участка поверхности обрабатываемого издели , обеспечивать одновременный съем материала с максимально больой гшощади и получать оптические поерхности любой формыJ при этом помио расширени  технологических возожностей создаютс  благопри тные слови  ддЫ эффективного использоваи  плазменных источников с большим иаметром пучка, дл  увеличени  произодительности установки. Введение мишени, поворота ионного сточника вокруг центра диафрагмы И наклона издели  в плоскости падени  плазменного пучка позвол ет измен ть форму поверхности обрабатываемого издели  как распылением материала с ее поверхности, так и его напылени  потоком, направленным по нормали к поверхности. Реализаци  возможности изменени  формы поверхности напылением дополнительного сло  материала увеличивает производительность процесса доводки формы оптических поверхностей в несколько раз и расшир ютс  технологические.возможности установки. Нар ду с этим становитс  возможным проведение с одинаковой эффективностью процессов напылени  и распьтени  при углах,г 60 + 10° падени  плазменного пучка на распыл емую поверхность, обеспечивающих по сравнению с нормальным падением увеличение скорости распылени , а следовательно , и производительности. При указанных углах падени  диаграмм направленности распыленного материал сильно сужаетс , а это упрощает решение задачи локального напылени  мате риала и эффективного экранировани  обрабатываемой поверхности издели  от распыленного материала с помощью дополнительно введенной ловушки, что позвол ет использовать дл  контрол  формообразовани  сравнительно просты методы и устройства дл  контрол  глу бины распьшени  (напылени ) материала на отдельных участках поверхности обрабатываемого издели  с достаточно точностью. Кроме того, сохран етс  точность и уменьшаетс  общее врем  о работки издели  в 2-3 раза, а также улрощаетс  система контрол  установки за формообразованием. Таким образом использование предлагаемой установки позвол ет при сох ранении точности обработки увеличить производительность, расширить техноогические возможности и упростить конструкцию установки. Формула изобретени  Установка дл  обработки оптических поверхностей изделий, содержаща  вакуумную камеру с размещенными в ней HOHHbiM источником, снабжен1а1М приводом перемещени , приспособлением дл  креплени  обрабатываемого издели  с приводами креплени  издели  и вращени  приспособлени  вокруг собственной оси, систему контрол  за формообразованием обрабатываемой поверхности, блоки управлени  и сравнени , отличающа с  тем, что, с целью увеличени  производительности и расширени  технологическихвозможностей, она снабжена мишенью, расположенной под углом к плоскости обрабатываемой поверхности, регулируемой диафрагмой и заслонкой с приводами, установленными между ионным источником и мишенью , а также ловушкой распыленного материала обрабатываемого издели , а приспособление дл  креп.пени  обрабатываемого издели  Дополнительно снабжено приводами возвратно-поступательного движени , перемещени  и наклона в плоскости падени  плазменного пучка ионного источника на обрабатываемзпо поверхность издели , причем выходы блока управлени  соединены ионным источником и его приводом , с блоком сравнени  и с приводами креплени  и перемещений обрабатываемого издели , а также с приводами заслонки и диафрагмы, а вход блока управлени  соединен с выходом системы контрол  через блок сравнени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.АррТ. Opt V 12, № 3, 1973. p.. The invention relates to precision surface treatment, in particular, to electrophysical installations, which are designed for shaping optical surfaces by means of a bombardment with a stream of charged particles. Ion-beam installations are known for forming optical surfaces in which the treatment of the part's surface is carried out by an ion beam deflected at small angles using a system of magnetic lenses. Such a device allows machining of small parts with a relatively low accuracy, approximately 1 µm Dl. However, in known installations, the processing of large-sized parts with greater accuracy is achieved by using a mechanical drive to move the beam relative to the surface being processed, and the surface shape control is performed using special optical systems. embedded in the plant, or independent, which allow you to control either the depth of removal on selected surface areas, or the entire surface. Installations containing embedded optical systems for controlling shaping are complex, costly, and used for machining parts with a diameter of no more than 300 mm. Closest to the present invention is a device for treating optical surfaces of products, containing a vacuum chamber with an ion source placed in it, equipped with a displacement drive, a device for fixing the workpiece with drives — mounting the product and rotating the device around its own axis, a system for controlling the formation of the workpiece surface , control and comparison units. The disadvantages of the installation are low productivity and low technological capabilities, due to the small diameter of the ion beam, the inability to smoothly adjust beam sizes (the beam diameter is adjusted discretely, a set of diaphragms), and the inability to correct the surface defects (in the form of depressions and lumens) in connection with the deposition of an additional layer. The purpose of the invention is to increase productivity and expand technological capabilities. This goal is achieved due to the fact that the installation for processing optical surfaces of products, containing a vacuum chamber with an ion source placed in it, equipped with a drive for moving the device for fixing the workpiece with drives for fastening the product and rotating the device around its own axis, a shaping control system surface to be machined, control and comparison units, provided with a target located at an angle. to the plane of the surface being treated, it is adjustable diaphragm and damper with actuators installed between the ion source and the target, as well as the trap of the sprayed material of the workpiece, and the fixture for attaching the workpiece is additionally equipped with actuators of reciprocating motion, movement and tilt in the plane of incidence of the plasma beam of the ion source on the workpiece surface The outputs of the control unit are connected to the ion source and its drive, to the comparison unit and to the fixing and displacement drives. batyvaemogo article, as well as valve actuators and diaphragm unit and the control input is connected to output control system via the comparison unit. Fig. 1 shows a functional diagram of the proposed semi-automatic installation for forming optical surfaces by spraying the material from the treated surface, spraying an additional layer on it; Fig. 2 shows a unit for fastening and moving products along coordinates d and C for values of dbd and uV, respectively, of the plasma beam 8004; Fig. 3 shows a hole of a continuously adjustable diaphragm and its effective diameter in Fig. 4, part of the flat mirror surface to be treated, having a deviation from the plane in the form of a bump of arbitrary shape, a plan; in fig. 5 and 6 are the discrete location of the plasma beam traces during the processing of this surface area, the normal and longitudinal cuts of the mound. The installation (Fig. 1) contains a vacuum-chamber 1, a device 2 with actuators for fastening and moving the workpiece, installed in a vacuum chamber with the possibility of discrete rotation around its own axis. ON by the angle A f (along the V coordinate), the slope around the OS axis through the angle L. d (along the y coordinate) and discrete translational movement along the OZ axis (along the Z coordinate) in the plane of incidence of the plasma beam on the surface of the product 3, the ion source 4, connected to the vacuum chamber 1 by the bellows 5, the shaping system 6, a continuously adjustable diaphragm 7 installed between the ion source 4 and the fixture 2 for fastening and moving the workpiece along the plasma beam axis of the ion source 4 and provided with With the barrel 8, the target 9, mounted between the continuously adjustable diaphragm 7 and the device 2 for fastening and moving the workpiece 3 in the path of the plasma beam,. (when the ion source of the plasma beam 4 is rotated around the center 0), the trap 10 installed in the path of the material sprayed from the surface to be treated, the drives 11 and 12 discrete rotations of the device 2 for fastening and moving the workpiece 3 around its own axis ON by angle (along the coordinate and axis of the op-amp at the angle LU (p1O coordinate y), the actuator 13 for discrete movement of the device 2 along the axis OZ, the actuators. 14–16 smoothly adjusting the effective diameter of the diaphragm, controlling the position of the valve 8 and the ion source 4 unit 18, unit operation control unit 17, unit 18 for comparing the sputtering (sputtering) control signal with the base signal. If necessary, the ion beam source 4 of the plasma beam is applied to the surface of the product 3 by rotating the center target 9. Both when sputtering and spraying the surface of the product to be treated 3, the shape and size of the plasma beam, and consequently, and the area of the surface being treated, are determined by the effective diameter D (FIG. 3); fragment 7 and flap 8, controlled by actuators respectively. 14 and 15 The opening of the diaphragm 7 is made in the form of a regular hexagon. Installation works as follows. In control block 17, programs are entered; the magnitude and sequence of the movements in the coordinates Ч} Y and Z; determining the position of the plasma center of the plasma center on the surface of the product 3, the depth of spreading (spraying) the material from the surface to be treated (on the surface being processed) of the product 3, the effective diameter of the adjustable diaphragm 7 and the position of the valve 8 as a function of coordinates, y and Z. 17 control unit at. allowance 2 for fastening and moving the product using actuators 1113 is oriented so that the plasma beam axis (or the flow of the sputtered target material) coincides with the initial coordinates Y, Y and Zg (fig.b) determined by the program of displacements and turns relative to the ON axes , GY and OZ, respectively, at the same time, due to the inclination of the device 2 around the axis of the opamp, an effective angle of the plasma beam on the surface of the product is provided (d 60 ± 10 J.) Then from the control block 17 (Signals to turn on the ion source Nickname 4, as well as actuators 14-16. As a result, the plasma beam is directed at an angle of 60 ± 10 P the surface of the product 3 (in the case of a cut) or on the target 9 in the case of spraying material on the surface of the product C), while continuously adjusting the aperture 7 opens to the required effective diameter, and the flap 8, depending on the shape of the surface to be treated, opens partially or fully the orifice of the diaphragm 7. The plasma beam, passing through the diaphragm 7, bombards the surface of the product 3 and sprays it. At an angle of 6СР ± .10 incidence of the ion of the beam, a processing speed is high, on the one hand, and a narrow radiation pattern of the sprayed material on the other. The latter causes the possibility of shielding the sprayed material with the help of the trap 10, which makes it possible to completely eliminate its deposition on the treated surface. At the same time, the system 6 controlling the shaping in the form of an electrical signal provides information about the thickness of the sprayed (or sprayed) layer of the material. This signal is compared in block 18 with the base signal of control block 17 of a predetermined thickness. In case of their coincidence, the control unit 17 sequentially outputs signals for the complete overlapping of the diaphragm by the flap 8 ,. discrete movements of the part along OZ and turns around the ON and axes. OY, then in the same sequence, the new surface area of the product is processed. If it is necessary to apply an additional layer of material to the surface being processed (the so-called healing process), the ion source 4 is rotated by means of the actuator 16, and the plasma beam, after passing through the diaphragm 7, hits target 9 at an angle of 66 ± 10 ° and effectively sprays it . The directional flow of the sputtered target material falls normally on a given defective surface area, for example, in the form of m, and precipitates in the form of a coating, ensuring healing of defects. In the proposed installation, it is possible to use plasma beam sources of a simple construction, since there are no strict restrictions on the uniform distribution of the plasma beam energy over the cross section. By choosing a technological process, random fluctuations of this beam parameter can be averaged to the values at which the specified processing accuracy is ensured. On the example of the process of finishing the shape of the surface of a flat mirror (figure 4) having a deviation from the plane of an arbitrary shape, consider the calculation of processing parameters. Source data; the relative variations in plasma beam current from the uniform distribution of LH, the maximum height N deviations from the nominal surface shape, the average velocity of the spray depth on the beam diameter V, the residual for error of processing DN and the topog frame of the normal deviations of the nominal shape of the workpiece are admissible in our example in the form of lines of equal normal deviations. To fulfill the condition of averaging the fluctuations of the plasma beam current from the uniform, the desired deviation along the height is we break into n layers (fig. In turn, we divide the layers with an odd order in width into two equal parts, with even into three. The width of these spots determines the effective diameter D of the adjustable diaphragm of the plasma beam Go, 5 V, if n even, 3 V, if n is odd, where B is the current value of the width of the Kra layer of the upper spots approximately at the center of the lower spots, which contributes to the averaging of the integral flow.At a scheme resembling the so-called bee cells (fig.b) the layer is filled with the appropriate number of plasma spots (six iugolnoy, triangular shapes). Since a hexagonal, smoothly adjustable plasma beam diaphragm can be partially blocked by a shutter, it is not difficult to see that with a set of hexagonal, triangular and intermediate plasma spots it is possible to cover the surface of almost any configuration. At the same time, the coordinates (4 and 2) of the axis of the flame beam on the treated surface are graphically easily determined from the picture of the cover, (fig. B). The residual edge at the edge of the treated area from the trace of the flame beam should not exceed the DM, so the height of one layer t -, c – d; | and the number of layers On the other hand, the allowable value of the relative variations of the plasma beam current. Assuming that the averaging coefficient of the integral value of the flux is proportional to the square root of the number of PM layers, the latter is defined as the Final number n layers and height 1 (one single layer is chosen as the largest and smallest of n ,,, Pu and accordingly tj ,, ty. Processing burden one elementary area corresponding to a single position of the plasma spot on the part is T a and V The total processing time of the whole area is E: (t), (9) where is the number of plasma spots in each layer. So for LZ, 2, 3 μm , µm / hour,, 01 µm, we get,,. 10 µm and TO 0.07 min. The smoothly adjustable diaphragm with a flap and a hole in the form of a regular hexagon, whose center is located on the axis of the plasma beam, allows you to smoothly change the size of the sprayed (printed) surface area of the workpiece, to ensure simultaneous removal of material with the maximum possible distance and obtain optical surfaces in any form, with this expansion of technological opportunities, favorable words are created for efficient use of plasma sources with a large beam diameter. a, to increase installation performance. Introducing the target, rotating the ion source around the center of the diaphragm, and tilting the product in the plane of incidence of the plasma beam, allows the surface of the processed product to change both by spraying the material from its surface and spraying it normal to the surface. The realization of the possibility of changing the shape of the surface by spraying an additional layer of material increases the productivity of the process of fine-tuning the shape of optical surfaces by several times and the technological possibilities of installation are expanded. In addition, it becomes possible to carry out sputtering and dispersing processes at angles with the same efficiency, g 60 + 10 ° incidence of the plasma beam on the sprayed surface, providing an increase in the spraying rate and, consequently, productivity, compared to a normal incidence. At the indicated angles of incidence of the patterns of the sprayed material, the material is greatly narrowed, and this simplifies the solution of the problem of local spraying of the material and effective shielding of the workpiece surface from the sprayed material using an additionally introduced trap, which makes it possible to use relatively simple methods for controlling the shaping Bins of pulverization (spraying) of the material on certain parts of the surface of the workpiece with sufficient accuracy. In addition, accuracy is preserved and the total time for product processing is reduced by a factor of 2-3, and the installation control system is also improved. Thus, the use of the proposed plant allows, while maintaining the accuracy of processing, to increase productivity, expand technological capabilities and simplify the design of the plant. An apparatus for processing optical surfaces of products, comprising a vacuum chamber with a HOHHM source located in it, is equipped with a displacement actuator, a fixture for fixing the workpiece with attachment actuators and rotating the fixture around its own axis, a control system for shaping the workpiece surface, control units and comparing , characterized in that, in order to increase productivity and expand technological capabilities, it is provided with a target that positioned at an angle to the plane of the surface to be treated, adjustable diaphragm and damper with actuators installed between the ion source and the target, as well as a trap of the sprayed material of the workpiece, and a device for holding the cradle of the workpiece additionally equipped with actuators of reciprocating motion, displacement and tilt the plane of incidence of the plasma beam of the ion source on the machined surface of the product, and the outputs of the control unit are connected by an ion source and A drive, with a comparison unit and with drives for fastening and movements of the workpiece, as well as with damper and diaphragm drives, and the input of the control unit is connected to the output of the control system through a comparison unit. Sources of information taken into account in the examination 1.ArrT. Opt V 12, No. 3, 1973. p .. 2.Complete System fo polish and. Jon Mill Matallie Mirrors. Проспект фирмы Elmotic, 1976.2. Complete System fo polish and. Jon Mill Matallie Mirrors. Prospectus of the company Elmotic, 1976. рив.Зriv.Z фиа-Ьfia-b cpuf.ifcpuf.if
SU782648366A 1978-07-17 1978-07-17 Installation for processing article optical surfaces SU834800A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782648366A SU834800A1 (en) 1978-07-17 1978-07-17 Installation for processing article optical surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782648366A SU834800A1 (en) 1978-07-17 1978-07-17 Installation for processing article optical surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU834800A1 true SU834800A1 (en) 1981-05-30

Family

ID=20778647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782648366A SU834800A1 (en) 1978-07-17 1978-07-17 Installation for processing article optical surfaces

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU834800A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108404A1 (en) * 1990-04-09 1991-10-10 Jenoptik Jena Gmbh Ion beam machining control for lenses - using simulated machining strategy for computer control of aperture system
WO2019121268A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Method and a device for producing a desired rotationally symmetric surface profile
RU2793080C1 (en) * 2022-09-29 2023-03-28 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4108404A1 (en) * 1990-04-09 1991-10-10 Jenoptik Jena Gmbh Ion beam machining control for lenses - using simulated machining strategy for computer control of aperture system
WO2019121268A1 (en) * 2017-12-20 2019-06-27 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V. Method and a device for producing a desired rotationally symmetric surface profile
RU2793080C1 (en) * 2022-09-29 2023-03-28 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8308921B1 (en) Mask for increased uniformity in ion beam deposition
CN101861408B (en) Optical thin film deposition device and optical thin film fabrication method
JP7407832B2 (en) Control method, control device and manufacturing device
CA2110250C (en) Depositing different materials on a substrate
US7311939B2 (en) Vacuum coating unit and a method for the differentiated coating of spectacle lenses
CN107148494A (en) Beacon scanner with revolving mirror and annulus target
US20090186159A1 (en) Method and Apparatus for Coating a Curved Surface
AU2669500A (en) Gantry system and method for operating same
JPH0356670A (en) Apparatus for stripping and grinding target material
US6579420B2 (en) Apparatus and method for uniformly depositing thin films over substrates
US5980975A (en) Thin-film-coated substrate manufacturing methods having improved film formation monitoring and manufacturing apparatus
US20120080308A1 (en) Plume steering
SU834800A1 (en) Installation for processing article optical surfaces
US6171462B1 (en) Device for holding lenses, especially for eye glasses to be coated in a vacuum coating or sputtering machine
JP2002105627A (en) Method and apparatus for treating substrate, and substance source holder
US20090258151A1 (en) Method and Apparatus for Coating Curved Surfaces
US11274364B2 (en) Sputter devices and methods
US20080110745A1 (en) Method and Device for Ion Beam Processing of Surfaces
JPH03130359A (en) Device for covering a flat surface with a uniformly thick layer
WO2012047982A2 (en) Plume steering
KR20050000372A (en) Device for the targeted application of deposition material to a substrate
RU2049152C1 (en) Apparatus for vacuum deposition of materials
JPH0347964A (en) Ion beam sputtering device
EP0393764B1 (en) Method of forming on a surface of a moving substrate a layer, and vacuum evaporation apparatus for forming vapor deposited layers
Broadway et al. Controlling thin film thickness distribution in two dimensions