Mekaaninen peruspiste: koneistuksen ja kokoonpanon "kova valuutta" Ymmärtääksemme datapisteen siirron meidän on ensin ymmärrettävä yksi asia: koneistuksessa ja kokoonpanossa mekaaninen peruspiste on ehdottomasti päähenkilö. Aloitetaan koneistamisesta. Mikä asettaa peilin sorvauksen, hiontaan ja kiillotuksen aikana? Se perustuu peilin rungon mekaanisiin kohdistuspintoihin, pyöreään ulkoreunaan, kohdistustapin reikiin ja asennuslaipan pintaan. Käännön aikana istukka pitää ulomman ympyrän ja käyttää sitä keskityksen peruspisteenä; hionnan ja kiillotuksen aikana peilin laakeripinta lepää työkalupöydällä, joka sopii peilin rungon kohdistuspintoihin. Prosessista riippumatta peilin avaruudellinen sijainti työstökoneessa määräytyy viime kädessä näiden mekaanisten peruspisteiden avulla. Puhutaan nyt kokoonpanosta. Mikä sijoittaa peilin, kun se on asennettu peilipiippuun tai rakenneosaan? Jälleen se on mekaaninen peruspiste – kiinnityslaipan pinta liittyy päätypintaan, peilin kotelon ulkoympyrä ja sisäreikä ovat paikoillaan, ja kohdistustapit ja tapin reiät määrittävät kulmasuunnan. Kun se on asennettu, se pysyy paikallaan; peilipiippu ei tunnista optista akseliasi, vain mekaaniset pinnat. Koneistuksessa ja kokoonpanossa käytetään samaa kieltä: mekaanista peruspistettä. Heillä on luonnollisesti yhteinen perusta kommunikaatiolle. Missä ongelma piilee? Se on "tarkastuksen" välivaiheessa. Miten tarkastusvaiheen optinen referenssi välitetään takaisin mekaaniseen referenssiin? Mikä on tarkastuksen tarkoitus? Se kertoo valmistusprosessille "jos se ei ole tarpeeksi hyvä" ja kertoo kokoonpanoprosessille, "täyttääkö tämä peili laatustandardit". Mutta tarkastuksessa käytetään eri kieltä - optista viittausta. Interferometrin optinen akseli määrittelee tarkastuskoordinaattijärjestelmän ja CGH:n aaltorintama määrittää referenssipinnan muodon. Pintamuotovirheen PV ja RMS lasketaan tällä optisella koordinaatistolla. Nyt syntyy ongelma: miten optiset ja mekaaniset referenssit kohdistetaan? Jos niitä ei ole kohdistettu, syntyy tämä absurdi tilanne: valmistusosasto hioo peilin vaadittuun pintamuotoon mekaanisen referenssin mukaan ja tarkastusosasto vahvistaa, että pinnan muoto täyttää optisen referenssin vaatimukset, mutta kaksi "täyttää vaatimukset" eivät tarkoita samaa asiaa - optisen ja mekaanisen referenssin välillä on poikkeama. Kokoonpanovaiheessa peili asennetaan mekaanisen referenssin mukaan, mutta optinen järjestelmä näyttää täysin erilaisen pintamuodon. Tämä on referenssilähetysloukun ydin: kyse ei ole siitä, että yksi on epätarkka, vaan että jokainen käyttää omaa viivaintaan ja olettaa sitten mittaavansa samaa.
Kuva 1. Neljä tilaa optisten ja mekaanisten referenssien välillä: täydellinen kohdistus, epäkeskisyys, kallistus ja epäkeskisyys ja kallistus (vasemmalta oikealle).
Joitakin tarkastusmenetelmiä on luonnostaan vaikea sovittaa yhteen mekaanisten referenssien kanssa, mikä nostaa esiin ydinongelman: vaikeus siirtää optisia viitteitä mekaanisiin referensseihin vaihtelee suuruusluokittain tarkastusmenetelmän mukaan. Joissakin tarkastusmenetelmissä viittaus on "kelluva". Otetaan esimerkiksi perinteinen mekaaninen anturiprofilometri. Se skannaa muutaman peilipinnan viivan ääriviivat ja saavuttaa suuren datatarkkuuden. Sen koordinaattijärjestelmän määrittää kuitenkin anturin liikkeen ohjauskisko. Mikä on tämän ohjauskiskon ja peilin mekaanisen vertailupinnan välinen suhde? Tämän yhteyden muodostaminen edellyttää lisäkalibrointia. Onko kalibrointi tarkka? Onko järjestelmällisiä virheitä? Jokainen kysymysmerkki edustaa riskikohtaa referenssisiirrossa. Toinen esimerkki on jotkin osa-aukon tarkastusjärjestelmät, jotka perustuvat jatkoksiin. Jokainen liitosvaihe aiheuttaa paikan epävarmuutta, ja lopullinen kokonaiskoordinaattijärjestelmä on saattanut kerätä merkittäviä poikkeamia peilin todellisesta mekaanisesta referenssistä. Näillä järjestelmillä on yhteinen piirre: siirtolinkissä optisista viitteistä mekaanisiin viitteihin on liikaa välilinkkejä. Jokainen välilinkki on virheen tulopiste. CGH-tarkastus tarjoaa erilaisen lähestymistavan: sen varmistaminen, että referenssin siirto tapahtuu oikein suunnitteluvaiheessa. Miten CGH välittää optisen referenssin mekaaniseen referenssiin? Testaukseen käytetty CGH koostuu tyypillisesti kahdesta toiminnallisesta alueesta:
◆ Holografinen pääalue: Vastaa aaltorintaman kompensoinnista, muuntaen interferometrin standardipallo- ja tasoaaltoja monimutkaisiksi aaltorintamiksi, jotka vastaavat testattavaa pintaa. Tämä on pinnan muodon havaitsemisen ydintoiminto.
◆ Kohdistusholografinen alue: Tarjoaa absoluuttisen vertailukehyksen itse CGH:lle suhteessa interferometriin ja viime kädessä suhteessa testattavan peilin mekaaniseen referenssiin. Se heijastaa kohdistusominaisuuksia, kuten vaaleita täpliä, lähentymismerkkejä tai kissansilmäkuvioita vahvistaakseen CGH:n ja testattavan peilin välisen avaruudellisen asennon suhteen.
Kuva 2 Kaaviokaavio jokaisesta CGH:n toiminnallisesta alueesta
Mitä tarkoittaa, että nämä kaksi aluetta on integroitu samalle alustalle? Se tarkoittaa, että viittausta ei enää määritetä jälkikäteen, vaan se "kirjoitetaan" CGH:hen suunnitteluvaiheen aikana. Miten tämä siirto saavutetaan? Selkeä avaruudellinen vastaavuus testattavan peilin mekaanisen vertailun (asennuspallo, vertailureuna, asennuslaipan pinta) ja CGH:n viitemerkintöjen välillä. Holografisen alueen kohdistaminen varmistaa, että peilin asento on teoreettinen suunnitteluarvo jokaisen tarkastuksen aikana, ja varmistaa, että tämä asento voidaan jäljittää peilin mekaaniseen referenssiin. Siirtopolku optisesta referenssistä mekaaniseen referenssiin on integroitu saumattomasti CGH-suunnittelun kautta. Minkä ongelman tämä ratkaisee? Se vastaa tosiasiaan, että useimmissa tapauksissa vain mekaaninen referenssi tunnistetaan valmistus- ja kokoonpanovaiheessa. Kokoonpanoosastolla ei ole väliä kuinka kaunis pintamuotosi mitattu PV on. He välittävät peilin suorituskyvystä optisessa järjestelmässä vasta sen jälkeen, kun se on asennettu mekaanisen ohjeen mukaisesti. Mekaanisen vertailun antaa valmistuspää, ja sitä käyttää myös kokoonpanopää – nämä kaksi päätä on kohdistettava. Tarkastuksen tehtävänä on varmistaa, että optinen referenssisi on mahdollisimman tarkasti kohdakkain tämän mekaanisen referenssin kanssa. Jotkut tarkastusmenetelmät lisäävät virheitä tämän muunnosprosessin jokaisessa vaiheessa. CGH:n ratkaisu pakkaa muunnosprosessin suunnitteluvaiheeseen – mekaanisten ja optisten referenssien välinen suhde määritellään CGH:n suunnittelun aikana, ja tarkastuksessa yksinkertaisesti toistetaan tämä määritellyn suhteen. Mitä seurauksia huonosti suoritetusta muunnoksesta on? Seuraukset ovat huomattavia.
◆Seuraus 1: Virheellinen pintakorjaus. Jos tarkastuksen aikana havaitaan poikkeama tietystä alueesta, koneistuspää palaa korjaamaan sitä. Jos tarkastuskoordinaattijärjestelmän ja mekaanisen koordinaattijärjestelmän välillä on kallistus tai poikkeama, tämän "poikkeaman" todellinen sijainti on kuitenkin väärä. Kiillotustyökalu, joka on sijoitettu mekaanisen viittauksen mukaan, itse asiassa korjaa peilin eri paikkaa. Tulos: Korjattua aluetta ei korjata, kun taas virheellinen alue korjataan.
◆Seuraus 2: Toistuva yritys ja virhe kokoonpanossa. Peilin pinnan muototiedot näyttävät hyvältä, mutta kuvanlaatu on huono kokoamisen jälkeen. Kokoonpanopää alkaa lisätä välilevyjä, säätää epäkeskisyyttä ja korjata kallistusta – käyttämällä mekaanisia keinoja kompensoidakseen poikkeamaa, joka johtuu muuntamisesta optisesta referenssistä mekaaniseksi referenssiksi. Sen, minkä olisi pitänyt olla yksivaiheinen prosessi, tulee loputon yritys ja erehdys. Mieleen syövyttävä kysymys: Kun seuraavan kerran näet pinnanmuodon tarkastusraportin, kannattaa pysähtyä kysymään: "Kuinka tämän optisen referenssin tiedot siirretään peilin mekaaniseen referenssiin?" Jos tämä siirtolinkki otetaan täysin huomioon ja määritellään suunnittelun alkuvaiheesta lähtien, tiedot ovat kiinteitä. Jos tämä linkki kootaan jälkeenpäin kalibroinnin, algoritmien ja tuntoherkkyyden avulla, kaikki nanometritason tarkkuusluvut voidaan rakentaa löysälle maaperälle. CGH tarjoaa teollisuudelle muutakin kuin vain hologrammin; Se tarjoaa täydellisen ratkaisun, joka minimoi optiset referenssivirheet ja siirtää ne mekaaniseen referenssiin suunnitteluvaiheessa. Referenssin siirron laatu määrittää, voidaanko peili asentaa onnistuneesti. Ja tämä on asia, joka ansaitsee tehdä heti alusta alkaen. Seuraa meitä saadaksesi lisää teknisiä tulkintoja ja käytännön jakaa CGH:sta ja asfäärisen pinnan tarkastuksesta. Oletko törmännyt viitteiden siirtoongelmiin käsittelyssä ja tarkastuksessa? Voit vapaasti jakaa kommenttiosiossa.
