المسند الميكانيكي: "العملة الصعبة" للتصنيع والتجميع لفهم نقل المسند، يجب علينا أولاً أن نفهم شيئًا واحدًا: في التصنيع والتجميع، المسند الميكانيكي هو بطل الرواية تمامًا. لنبدأ بالتصنيع. ما هو وضع المرآة أثناء الدوران والطحن والتلميع؟ إنها تعتمد على أسطح تحديد المواقع الميكانيكية لجسم المرآة، والحافة الدائرية الخارجية، وفتحات دبوس تحديد الموقع، وسطح شفة التثبيت. أثناء الدوران، يحمل ظرف الظرف الدائرة الخارجية، ويستخدمها كمسند للتوسيط؛ أثناء الطحن والتلميع، يقع سطح محمل المرآة على طاولة الأدوات، والتي تتزاوج مع أسطح تحديد موضع جسم المرآة. بغض النظر عن العملية، يتم تحديد الموضع المكاني للمرآة على أداة الآلة في النهاية من خلال أسطح المسند الميكانيكية هذه. الآن دعونا نتحدث عن التجميع. ما هو وضع المرآة عند تركيبها في أسطوانة المرآة أو المكون الهيكلي؟ مرة أخرى، إنه المسند الميكانيكي - حيث يتزاوج سطح الحافة المتصاعدة مع الوجه النهائي، ويتم وضع الدائرة الخارجية والفتحة الداخلية لبرميل المرآة، وتحدد دبابيس تحديد الموقع وفتحات الدبوس الاتجاه الزاوي. بمجرد تركيبه، يبقى في مكانه؛ أسطوانة المرآة لا تتعرف على محورك البصري، بل تتعرف على الأسطح الميكانيكية فقط. تستخدم الآلات والتجميع نفس اللغة: المسند الميكانيكي. إنهم يشتركون بطبيعة الحال في أساس مشترك للتواصل. أين تكمن المشكلة؟ انها تقع في الخطوة المتوسطة من "التفتيش". كيف يتم إرجاع المرجع البصري من مرحلة الفحص إلى المرجع الميكانيكي؟ ما هو الغرض من التفتيش؟ إنها تخبر عملية التصنيع "أين لا تكون جيدة بما فيه الكفاية"، وتخبر عملية التجميع "ما إذا كانت هذه المرآة تلبي معايير الجودة." لكن التفتيش يستخدم لغة مختلفة - المرجع البصري. يحدد المحور البصري لمقياس التداخل نظام إحداثيات الفحص، وتحدد واجهة موجة CGH شكل السطح المرجعي. يتم حساب PV و RMS لخطأ شكل السطح بموجب نظام الإحداثيات البصري هذا. الآن تظهر المشكلة: كيف تتم محاذاة المراجع البصرية والميكانيكية؟ إذا لم يتم محاذاةهما، يحدث هذا الوضع السخيف: يقوم قسم التصنيع بطحن المرآة إلى شكل السطح المطلوب وفقًا للمرجع الميكانيكي، ويؤكد قسم التفتيش أن شكل السطح يلبي المتطلبات بموجب المرجع البصري، لكن الاثنين "يستوفيان المتطلبات" لا يشيران إلى نفس الشيء - هناك انحراف بين المرجعين البصري والميكانيكي. في مرحلة التجميع، يتم تركيب المرآة وفقًا للمرجع الميكانيكي، لكن النظام البصري يعرض شكل سطح مختلف تمامًا. هذا هو جوهر فخ النقل المرجعي: لا يعني ذلك أن شخصًا ما غير دقيق، ولكن الجميع يستخدم المسطرة الخاصة بهم ثم يفترضون أنهم يقيسون نفس الشيء.
الشكل 1. أربع حالات بين المراجع البصرية والميكانيكية: المحاذاة المثالية، والانحراف المركزي، والميل، والانحراف والميل (من اليسار إلى اليمين).
يصعب بطبيعتها مواءمة بعض طرق الفحص مع المراجع الميكانيكية، مما يثير مشكلة أساسية: تختلف صعوبة نقل المراجع البصرية إلى مراجع ميكانيكية باختلاف أوامر الحجم اعتمادًا على طريقة الفحص. بالنسبة لبعض أساليب الفحص، يكون المرجع "عائمًا". خذ على سبيل المثال مقياس المسبار الميكانيكي التقليدي. فهو يقوم بمسح محيط بضعة خطوط على سطح المرآة، مما يحقق دقة عالية للبيانات. ومع ذلك، يتم تحديد نظام الإحداثيات الخاص به بواسطة سكة توجيه الحركة الخاصة بالمسبار. ما هي العلاقة بين سكة التوجيه هذه والسطح المرجعي الميكانيكي للمرآة؟ هناك حاجة إلى معايرة إضافية لإنشاء هذا الاتصال. هل المعايرة دقيقة؟ هل هناك أخطاء منهجية؟ تمثل كل علامة استفهام نقطة خطر في نقل المرجع. مثال آخر هو بعض مخططات فحص الفتحة الفرعية القائمة على الربط. تقدم كل خطوة ربط عدم يقين موضعي، وربما يكون نظام الإحداثيات الشامل النهائي قد تراكم انحرافات كبيرة عن المرجع الميكانيكي الحقيقي للمرآة. تشترك هذه المخططات في خاصية مشتركة: رابط النقل من المراجع البصرية إلى المراجع الميكانيكية يحتوي على عدد كبير جدًا من الوصلات الوسيطة. كل رابط وسيط هو نقطة دخول للخطأ. يقدم فحص CGH نهجًا مختلفًا: ضمان إجراء النقل المرجعي بشكل صحيح أثناء مرحلة التصميم. كيف تقوم CGH بتسليم المرجع البصري إلى المرجع الميكانيكي؟ يتكون CGH المستخدم للاختبار عادةً من مجالين وظيفيين:
◆ المنطقة الثلاثية الأبعاد الرئيسية: مسؤولة عن تعويض واجهة الموجة، وتحويل الموجات الكروية والمسطحة القياسية لمقياس التداخل إلى واجهات موجية معقدة تتوافق مع السطح قيد الاختبار. هذه هي الوظيفة الأساسية للكشف عن شكل السطح.
◆ منطقة المحاذاة الثلاثية الأبعاد: توفر الإطار المرجعي المطلق لـ CGH نفسه بالنسبة لمقياس التداخل، وفي النهاية نسبة إلى المرجع الميكانيكي للمرآة قيد الاختبار. يعرض ميزات المحاذاة مثل البقع الضوئية أو علامات التقارب أو أنماط عين القط لتأكيد العلاقة المكانية بين CGH والمرآة قيد الاختبار.
الشكل 2: رسم تخطيطي لكل مجال وظيفي لـ CGH
ماذا يعني أن هاتين المنطقتين متكاملتان على نفس الركيزة؟ وهذا يعني أنه لم يعد يتم تحديد المرجع بعد ذلك، بل يتم "كتابته" في CGH أثناء مرحلة التصميم. كيف يتم تحقيق هذا النقل؟ يتم إنشاء مراسلات مكانية واضحة بين المرجع الميكانيكي (كرة تحديد المواقع، الحافة المرجعية، سطح شفة التركيب) للمرآة قيد الاختبار والعلامات المرجعية على CGH. تضمن محاذاة المنطقة الثلاثية الأبعاد أن تكون وضعية المرآة هي قيمة التصميم النظرية أثناء كل عملية فحص، وتضمن إمكانية إرجاع هذه الوضعية إلى المرجع الميكانيكي للمرآة. تم دمج مسار النقل من المرجع البصري إلى المرجع الميكانيكي بسلاسة من خلال تصميم CGH. ما هي المشكلة التي يحلها هذا؟ إنه يتناول حقيقة أنه في معظم الحالات، يتم التعرف على المرجع الميكانيكي فقط في مراحل التصنيع والتجميع. لا يهتم قسم التجميع بمدى جمال الشكل الكهروضوئي المقاس لسطحك. فهم يهتمون فقط بأداء المرآة في النظام البصري بعد تركيبها حسب المرجع الميكانيكي. يتم توفير المرجع الميكانيكي من خلال طرف التصنيع، ويتم استخدامه أيضًا من خلال طرف التجميع - يجب محاذاة هذين الطرفين. تتمثل مهمة الفحص في التأكد من أن المرجع البصري الخاص بك يتماشى بأمانة قدر الإمكان مع هذا المرجع الميكانيكي. تعمل بعض طرق الفحص على تضخيم الأخطاء في كل مرحلة من عملية التحويل هذه. يعمل حل CGH على ضغط عملية التحويل إلى مرحلة التصميم - حيث يتم تحديد العلاقة بين المراجع الميكانيكية والبصرية أثناء تصميم CGH، ويتضمن الفحص ببساطة إعادة إنتاج هذه العلاقة المحددة. ما هي عواقب التحويل الذي تم تنفيذه بشكل سيء؟ العواقب كبيرة.
◆النتيجة 1: تصحيح السطح غير صحيح. إذا تم العثور على انحراف في منطقة معينة أثناء الفحص، فسوف تعود نهاية المعالجة لتصحيحه. ومع ذلك، إذا كان هناك ميل أو إزاحة بين نظام إحداثيات التفتيش ونظام الإحداثيات الميكانيكية، فإن الموقع الحقيقي لهذا "الانحراف" غير صحيح. أداة التلميع، التي تم وضعها وفقًا للمرجع الميكانيكي، تقوم في الواقع بتصحيح موقع مختلف على المرآة. النتيجة: لا يتم تصحيح المنطقة المصححة، بينما يتم تصحيح المنطقة غير الصحيحة.
◆النتيجة 2: تكرار التجربة والخطأ في التجميع. تبدو بيانات شكل سطح المرآة جيدة، لكن جودة الصورة تكون سيئة بعد التجميع. تبدأ نهاية التجميع بإضافة الحشوات، وضبط الانحراف المركزي، وتصحيح الميل - باستخدام وسائل ميكانيكية للتعويض عن الانحراف الناتج عن التحويل من مرجع بصري إلى مرجع ميكانيكي. ما كان ينبغي أن يكون عملية من خطوة واحدة يصبح تجربة وخطأ لا نهاية لها. سؤال يستحق أن ينطبع في ذهنك: في المرة القادمة التي ترى فيها تقرير فحص شكل السطح، من المفيد أن تتوقف لتسأل، "كيف يتم نقل البيانات من هذا المرجع البصري إلى المرجع الميكانيكي للمرآة؟" إذا تم النظر في رابط النقل هذا وتحديده بشكل كامل منذ مرحلة التصميم الأولي، فستكون البيانات ثابتة. إذا تم تجميع هذا الارتباط معًا بعد ذلك من خلال المعايرة والخوارزميات والحدس الملموس، فيمكن بناء جميع الأرقام الدقيقة على مستوى النانومتر على تربة فضفاضة. توفر CGH للصناعة أكثر من مجرد صورة ثلاثية الأبعاد؛ فهو يقدم حلاً كاملاً يقلل من الأخطاء المرجعية البصرية وينقلها إلى المرجع الميكانيكي أثناء مرحلة التصميم. تحدد جودة النقل المرجعي ما إذا كان من الممكن تثبيت المرآة بنجاح. وهذا شيء يستحق القيام به منذ البداية. تابعنا للحصول على المزيد من التفسيرات الفنية والمشاركة العملية حول CGH وفحص الأسطح شبه الكروية. هل واجهت مشاكل في نقل المرجع في المعالجة والفحص؟ لا تتردد في مشاركتها في قسم التعليقات.
