Resine bond grinding wheels are often used for the final grinding of precise aspheric optic. In this paper, the optimization of the circumferential speed of the resin bond grinding wheel with respect to the surface microroughness, the surface imperfections and also to the tool life time is presented. The optimum was searching in the interval of the circumferential speed from 12 m/s to 24 m/s and the wear of the tool was observing in the 1.9 hour intervals. The results of the experiment shows that, the optimum of the circumferential speed was found in the narrow interval around the speed 20 m/s. Out of this narrow interval the surface is affected by many undesirable properties so the accurate optimization of the machining parameters is very important when a resine bond grinding wheel is used. and Brousicí kola s resinovou vazbou jsou velmi často užívána pro finální broušení precizní asférické optiky. Cílem tohoto článku je optimalizace obvodové rychlosti brousicího kola s resinovou vazbou s důrazem na dosažení co nejnižší mikrodrsnosti, minimalizaci vznikajících struktur a škráb, ale také na prodloužení životnosti nástroje. Optimum bylo hledáno v intervalu obvodových rychlostí 12 m/s až 24 m/s a opotřebení nástroje bylo sledováno v intervalech po 1,9 hod. Experiment ukázal,že optimum obvodové rychlosti se nachází v poměrně úzkém intervalu okolo hodnoty 20 m/s. Mimo tuto úzkou oblast vykazuje povrch mnoho nežádoucích vlastností, což značně posiluje význam optimalizace obráběcích parametrů při použití obvodových kol s resinovou vazbou.
This article deals with a surface imperfections evaluation. Different standardized methods for evaluation were theoretically analyzed. The target application is a surface imperfection evaluation of aspheric mirrors of space-based coronagraphs (METIS project). Based on obtained knowledge we created evaluation method with respect to the application to METIS mirrors. The chosen method based on radiometric measurement uses confocal microscope in reflectance mode resulting from norm ISO-10110-7, describes detected imperfections by ''spot-equivalent diameter'', and ''line-equivalent width''. Concrete application of this method is also demonstrated using the example of evaluation one of flight piece from coronagraph mirrors. and V rámci předkládaného článku jsou teoreticky analyzovány možnosti využití jednotlivých normovaných metod při hodnocení povrchových vad optických ploch (při tzv. scratch and dig analýze) s ohledem na aplikaci metody pro hodnocení zrcadel orbitálního koronografu METIS. Na základě získaných poznatků byla následně vytvořena metoda vycházející z normy ISO-10110-7, využívající radiometrické měření pomocí mikroskopu v reflektančním režimu a popisující detekované defekty pomocí ''spot-equivalent diameter,'' a ''line-equivalent width''. Vlastní aplikace této metody je rovněž demonstrována, a to na příkladu hodnocení jednoho z letových kusů zrcadel koronografu.
One of the biggest problem in the production of very precise aspherical optics is the mid-spatial frequency. These frequencies are created during grinding and lapping of optical surfaces on CNC machines. Using today’s conventional sub-aperture CNC polishing techniques, we are able to correct these defects only to a very limited extent. With a thorough analysis of these defects, a polishing tool can be developed to successfully suppress these defects. The article deals with the test of experimental instruments developed for the purpose of suppression of mid-spatial frequencies to very precise aspherical optics. These tests were performed on a CNC Optotech MCP 250 polishing machine using conventional polishing processes. and Jednou z největších překážek při výrobě velmi přesné asférické optiky jsou dnes tzv. střední prostorové frekvence. Tyto frekvence vznikají převážně při broušení a lapování optických ploch na CNC strojích. Pomocí dnešních konvenčních technik subaperturního CNC leštění jsme schopni tyto vady korigovat jen ve velmi omezené míře. Za pomoci důkladného rozboru vzniku těchto vad bude možno vyvinout lešticí nástroj, pomocí kterého by bylo možno tyto vady úspěšně potlačovat. Článek řeší tématiku testů experimentálních nástrojů vyvíjených za účelem potlačování středních prostorových frekvencí na velmi přesné asférické optice. Tyto testy byly prováděny na CNC lešticím stroji Optotech MCP 250 s použitím konvenčních lešticích procesů.
The article aim was mapping of the machine kinematic modes influences for surface structures formation especially in the Mid Spatial Frequencies range at subaperture aspheric surfaces polishing. For this purpose the Synchro Spiral and Raster kinematic modes of the Zeeko IRP 100 polishing machine were tested. We found that both of tested motion control modes lead to specific MSF surface structures formation, which represent the surface shape accuracy limits., Cílem práce bylo sledování vlivu kinematických režimů řízení pohybu lešticího nástroje na tvorbu povrchových struktur především v oblasti středních frekvencí (MSF) při subaperturním leštění asférických optických ploch. Za tímto účelem byla testována kinematika ''Synchro Spiral'' a Raster, a to na zařízení Zeeko IRP 100. Bylo zjištěno, že oba testované režimy řízení pohybu vedou k tvorbě specifických povrchových struktur spadajících do oblasti MSF, které se z pohledu přesnosti tvaru stávají limitní., and Na konci článku a v obsahu jsou uvedeni tito autoři: František Procháska, Ondřej Matoušek, Pavel Psota, Jiří Beneš - článek obsahuje tiskovou chybu
The work is focused on the testing of various commercially available polishing tools in terms of their impact on a surface structure specific area called MSF (mid spatial frequencies). For this purpose, a number of polishing experiments were carried out, the results of which were processed through the band pass filtering and PSD analysis and discussed from the perspective of the MSF behaviour in various steps of the polishing process and the ability to MSF suppress by given tools. and Práce je věnována testování různých komerčně dostupných lešticích nástrojů z hlediska jejich působení na specifickou oblast povrchových struktur označovanou jako střední prostorové frekvence (MSF). Za tímto účelem byla realizována řada lešticích experimentů, výsledky kterých byly zpracovány pomocí band pass filtrace a PSD analýzy, na jejichž základě je diskutováno chování MSF v různých krocích lešticího procesu a schopnost daných nástrojů MSF potlačovat.
The quality of the cut surface is one of the important components influencing the subsequent polishing. This paper describes an experiment of grinding an aspherical optical surface on an Optotech MCG 100 machine. In this experiment we tested the effect of rotational speed of workpiece on the quality of the grinded surface. It has been found that the repeatability of the process is greatly reduced at speeds of 6 and 10 m/min. At speeds of 20 and 26.5 m/min, the quality of the ground surface is reduced. The optimum rate was 16 m/min, at which the lowest PV and RMS values were reached, and in which the process appeared stable in terms of repeatability. and Kvalita broušené optické plochy je jedna z důležitých složek ovlivňujících následné leštění. V tomto příspěvku je popsán experiment broušení asférické optické plochy na stroji Optotech MCG 100, ve kterém byl testován vliv rychlosti otáčení obrobku na kvalitu broušeného povrchu. Bylo zjištěno, že při rychlostech 6 a 10 m/min je značně snížena opakovatelnost procesu. Naopak při rychlostech 20 a 26,5 m/min dochází ke snížení kvality broušeného povrchu. Jako optimální vyvstala rychlost 16 m/min, při které bylo dosaženo nejnižších hodnot PV a RMS a při které se proces jevil stabilně i z pohledu opakovatelnosti.
Processes development for production of the Metis coronagraph lightweight mirrors represented with respect to high shape accuracy and surface micro-roughness requirements challenging engineering tasks. One of many serious problems, which we need to solve, was a low optical surface shape stability manifesting by unmanageable shape deformations. As we found, the reason was in chosen cementing process. With using of FEM simulations for the cementing process analysing and the mirror holder redesign the residual stress generated by temperature changes was suppressed and the shape deformation of the optical surface was reduced below the critical limit of about 100 nm. and Výroba odlehčených letových kusů zrcadel koronografu Metis s vysokými nároky na tvarovou přesnost a mikrodrsnost optické plochy představovala náročný inženýrský úkol. Jedním z úskalí, s kterým se musel řešitelský tým Centra Toptec vyrovnat, byla problematická tvarová stabilita optické plochy projevující se nekontrolovatelnými deformacemi v průběhu broušení a leštění. Jak bylo zjištěno, příčinou byl zvolený způsob tmelení. S využitím FEM simulací, na jejichž základě byl předělán design tmelky, se podařilo minimalizovat teplotními změnami generovanou zbytkovou napjatost a potlačit tak deformace pod kritickou hranici 100 nm PV, kdy z pohledu splnění specifikované tvarové přesnosti nepředstavovala zásadní problém.
In this work the possibilities of classical polishing of nickel phosphorus plating using diamond polishing slurries and Cerox, as a standard optical polish, are investigated. Furthermore, the utilization of CNC subaperture polishing for reaching low surface roughness, demanded by optical applications, and for supressing periodic surface structures, created during Single Point Diamond Turning processing, is also studied. and V této práci byly zkoumány jednak možnosti klasického leštění nikl-fosforové (NiP) vrstvy pomocí diamantových lešticích suspenzí, dále pomocí Ceroxu jakožto standardního optického leštiva a v neposlední řadě možnosti využití CNC subaperturního leštění pro dosažení optickými aplikacemi vyžadované mikrodrsnosti, resp. pro potlačení periodických povrchových struktur vznikajících při procesech opracování pomocí technologie Single Point Diamond Turning.
This article presents in the Czech Republic unique technique of Ion Beam Figuring (IBF) used at the TOPTEC Centre. The IBF technology has become an established alternative to common polishing methods in manufacturing of optics and it is increasingly used for the precise figuring and finishing of optical elements, such as spheres, aspheres and free forms. The process is based on the workpiece surface bombarding by a stable beam of accelerated particles that locally removes material from the surface. Figure corrections are achieved by the workpiece surface rastering at appropriate, time-varying velocities. In this article besides the IBF method basis some possibilities of machine settings and examples of achieved figure corrections results with accuracy 50 nm PV are also shown. and Článek představuje v České republice unikátní technologii korektivního leštění iontovým svazkem (IBF) používanou na pracovišti ÚFP TOPTEC. Tato technologie se v poslední době stala zavedenou alternativou k ostatním metodám leštění používaným při výrobě ultra přesné optiky, kde slouží zejména k velmi preciznímu tvarovému korigovánísférických, asférických i freeform optických elementů. Leštění iontovým svazkem je založeno na ostřelování opracovávaného povrchu proudem urychlených částic, což vede k lokálnímu úběru materiálu. Tvarových korekcí je pak dosahováno rastrováním povrchu vhodnou časově modulovanou rychlostí. V presentovaném článku jsou kromě vysvětlení základních principů rovněž uvedeny některé možnosti nastavení zařízení a příklady dosažených výsledků tvarových korekcí, kdy se výsledná tvarová přesnost pohybovala okolo 50 nm PV.