本發(fā)明屬于薄膜沉積技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大口徑碳化硅反射鏡鍍膜鏡面自動(dòng)清洗工藝方法。

背景技術(shù)：

隨著深空探測(cè)以及成像系統(tǒng)的快速發(fā)展，觀測(cè)和成像系統(tǒng)迫切需求更大口徑的光學(xué)系統(tǒng)，已滿足人們看得更遠(yuǎn)、更清晰的要求。為此，人類(lèi)不斷地設(shè)法提高工藝水平，突破當(dāng)前加工極限，使制備出的反射鏡口徑不斷增大，以滿足這迫切需求。但這也給大口徑反射鏡的制造、加工和鍍膜帶來(lái)了技術(shù)挑戰(zhàn)。碳化硅(sic)材料憑借其優(yōu)異性能，成為目前大口徑反射鏡鏡坯尤其是輕量化反射鏡鏡坯的首選材料。我國(guó)正在開(kāi)發(fā)口徑4m量級(jí)sic反射鏡光學(xué)系統(tǒng)。而對(duì)于口徑4m量級(jí)sic反射鏡，鍍膜前的清洗方法和工藝是需要解決的技術(shù)難題之一。

對(duì)于大口徑反射鏡來(lái)說(shuō)，鍍膜前鏡面要經(jīng)過(guò)機(jī)械加工和研磨拋光等工藝過(guò)程，鏡面存在大量加工過(guò)程中殘留的塵粒和拋光粉劑等污染物，必須對(duì)基底表面進(jìn)行有效的清洗，去除基底表面的灰塵和雜質(zhì)，才能提高膜層質(zhì)量和牢固度，保證膜層較高的反射率和耐用性。在傳統(tǒng)清洗工藝中，對(duì)口徑相對(duì)較小的反射鏡可以采用超聲波浸沒(méi)式清洗和人工直接進(jìn)行擦拭的方法進(jìn)行處理，可以達(dá)到較好的清洗效果，滿足后續(xù)鍍膜的需求。但如果反射鏡口徑較大達(dá)到2m以上量級(jí)時(shí)，傳統(tǒng)的清洗工藝就不太適合了。對(duì)于大口徑的sic反射鏡，鏡體吊裝翻轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)性較大，超聲波清洗工藝清洗過(guò)程不宜操作，難以實(shí)現(xiàn)有效清洗。而且對(duì)于2m以上口徑的反射鏡，由于人體自身?xiàng)l件限制，人工直接擦拭操作很難實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡體表面進(jìn)行有效清洗和擦拭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的超聲波清洗和人工擦拭方式已不能滿足2m以上量級(jí)大口徑sic反射鏡鍍膜前的清洗要求的技術(shù)問(wèn)題，為了滿足國(guó)內(nèi)鍍膜工藝中2m以上量級(jí)大口徑sic反射鏡鍍膜前鏡面清洗的需求，提供一種實(shí)際應(yīng)用可行的大口徑碳化硅反射鏡鍍膜鏡面自動(dòng)清洗工藝方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：

一種大口徑碳化硅反射鏡鍍膜鏡面自動(dòng)清洗工藝方法，包括以下步驟：

步驟1、將反射鏡鏡體固定在移動(dòng)操作臺(tái)上；

步驟2、激光測(cè)距傳感器校驗(yàn)

當(dāng)反射鏡鏡體定位后，控制橫移機(jī)械臂慢速沿鏡面徑向往復(fù)一次，如果在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，激光測(cè)距傳感器的反饋數(shù)值一直正常，則表示激光測(cè)距傳感器的安裝角度能匹配當(dāng)前鏡面；否則需調(diào)節(jié)激光測(cè)距傳感器的安裝角度，直至前述反饋數(shù)值一直正常；

步驟3、采用旋轉(zhuǎn)毛刷和高壓噴淋的方式同時(shí)對(duì)反射鏡鏡面進(jìn)行清洗劑噴淋和刷洗；

開(kāi)啟移動(dòng)操作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)功能，然后由橫向機(jī)械臂及垂直機(jī)械臂控制旋轉(zhuǎn)毛刷在反射鏡鏡面漸進(jìn)掃描，同時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷與高壓噴淋功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面的清洗；當(dāng)旋轉(zhuǎn)毛刷清洗了整個(gè)鏡面后，將旋轉(zhuǎn)毛刷升起并移出鏡面；

步驟4、采用旋轉(zhuǎn)毛刷和高壓噴淋的方式同時(shí)對(duì)反射鏡鏡面進(jìn)行純水噴淋和刷洗；

開(kāi)啟移動(dòng)操作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)功能，然后由橫向機(jī)械臂及垂直機(jī)械臂控制旋轉(zhuǎn)毛刷在反射鏡表面漸進(jìn)掃描，同時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷與高壓噴淋功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面的清洗；當(dāng)旋轉(zhuǎn)毛刷清洗了整個(gè)鏡面后，將旋轉(zhuǎn)毛刷升起并移出鏡面；

步驟5、最終高壓噴淋清洗

將用于高壓噴淋的噴淋管降落至鏡面附近區(qū)域，對(duì)鏡面用純水做最終噴淋沖洗，同時(shí)仍保持鏡體旋轉(zhuǎn)，完成后再將噴淋管升回原位；

步驟6、高壓風(fēng)刀吹干

將高壓風(fēng)刀裝置降落至鏡面附近區(qū)域，對(duì)鏡體表面用熱風(fēng)做吹掃風(fēng)干，完成后再將高壓風(fēng)刀裝置升回原位，完成反射鏡鏡面清洗。

在上述技術(shù)方案中，采用激光測(cè)距裝置對(duì)清洗機(jī)構(gòu)進(jìn)行精密控制，根據(jù)實(shí)際需要在清洗過(guò)程中使旋轉(zhuǎn)毛刷盤(pán)始終與鏡面保持一特定距離，既能實(shí)現(xiàn)刷洗工藝又可避免其與鏡面發(fā)生摩擦碰撞。

在上述技術(shù)方案中，利用精密機(jī)械結(jié)構(gòu)和程控軟件控制旋轉(zhuǎn)毛刷的水平移動(dòng)和升降，在控制軟件中根據(jù)反射鏡鏡面曲面參數(shù)，設(shè)定旋轉(zhuǎn)毛刷下降的界限，使毛刷盤(pán)只能在安全距離內(nèi)升降，防止由于誤操作導(dǎo)致?lián)p傷鏡面的情況發(fā)生。

在上述技術(shù)方案中，步驟3和4中所述移動(dòng)操作臺(tái)的轉(zhuǎn)速為0.5-5r/min。

在上述技術(shù)方案中，步驟3和4中所述旋轉(zhuǎn)毛刷為旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式或旋轉(zhuǎn)滾輪式，其刷毛長(zhǎng)度為5～15cm，轉(zhuǎn)速為50-150r/min。

在上述技術(shù)方案中，步驟3和4中用于高壓噴淋的噴嘴沿半徑方向排布，根據(jù)鏡子實(shí)際情況適當(dāng)設(shè)置噴嘴與鏡面間距離，噴淋時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)噴淋管即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的噴淋清洗。

在上述技術(shù)方案中，所述噴嘴與鏡面之間的距離為30～80mm。

在上述技術(shù)方案中，步驟3和4中所述高壓噴淋的壓力0.3-0.6mpa，噴淋流量10-20l/min。

在上述技術(shù)方案中，步驟6中所述高壓風(fēng)刀裝置采用長(zhǎng)條形封嘴形式或采用小風(fēng)嘴進(jìn)行直線型排布方式，高壓風(fēng)刀沿鏡面半徑方向布置，吹干時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)高壓風(fēng)刀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的快速干燥。

在上述技術(shù)方案中，步驟6中對(duì)鏡體表面用熱風(fēng)做吹掃風(fēng)干時(shí)的出口風(fēng)速為>80m/s，溫度為40-60℃。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供的大口徑碳化硅反射鏡鍍膜鏡面自動(dòng)清洗工藝方法利用旋轉(zhuǎn)毛刷清洗和高壓噴淋清洗相結(jié)合的清洗方式替代傳統(tǒng)超聲波清洗和人工擦拭，通過(guò)采用安全合理的清洗工藝方法和多項(xiàng)對(duì)清洗機(jī)構(gòu)的精密控制措施，極大降低了清洗工藝的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大口徑、復(fù)雜輕量化結(jié)構(gòu)的sic反射鏡鏡面的安全可靠的有效清洗和干燥，大大減輕了人工負(fù)擔(dān)，同時(shí)提高了工作效率，滿足了國(guó)內(nèi)大口徑sic反射鏡鍍膜對(duì)相關(guān)應(yīng)用的迫切需求，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)空白，為我國(guó)大口徑sic反射鏡的應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的發(fā)明思想為：實(shí)際應(yīng)用中的大口徑sic反射鏡鏡面存在加工過(guò)程中殘留大量的粉塵和拋光粉劑等雜質(zhì)。在鍍膜前，為了保證較高的鍍膜質(zhì)量，必須要對(duì)鏡面進(jìn)行有效的清洗。針對(duì)這一需求，找到合理有效的的機(jī)械清洗方法替代原有超聲波清洗和人工擦拭操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)2m以上量級(jí)大口徑sic反射鏡鍍膜前的自動(dòng)清洗和干燥，同時(shí)采取必要措施保障整個(gè)清洗工藝具有較高的安全性和可靠性，滿足實(shí)際工程應(yīng)用中的相關(guān)需求。

由于sic反射鏡鏡面的清洗是為了滿足在鏡面上制備金屬反射膜而設(shè)計(jì)，因此保障后續(xù)鍍膜的品質(zhì)和牢固度清潔程度要求較高。另外在鍍膜前鏡面經(jīng)過(guò)精密拋光，表面比較光滑，根據(jù)以上情況鏡面清洗工藝設(shè)計(jì)選用旋轉(zhuǎn)毛刷清洗和噴淋清洗相結(jié)合的方式替代傳統(tǒng)的人工擦拭清洗，清洗后利用組合風(fēng)刀對(duì)鏡面進(jìn)行快速干燥，輔以機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)大口徑反射鏡鏡面的有效清洗。為避免移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)鏡體，提高整個(gè)清洗過(guò)程的安全性和可靠性，始終采用鏡面朝上的方式進(jìn)行清洗。

1、高壓噴淋

高壓噴淋可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面灰塵和污染物的清洗，但其對(duì)于附著力較強(qiáng)的污染物清洗效果有限。高壓噴淋是實(shí)現(xiàn)毛刷清洗必不可少的輔助手段，既可以為刷洗過(guò)程提供必要的清洗液(如水和專(zhuān)用清洗劑)，又可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面的噴淋清洗，清除污染物，沖凈清洗劑等的殘留。

由于大口徑反射鏡是圓形對(duì)稱的，高壓噴淋可把噴嘴沿半徑方向排布，根據(jù)鏡子實(shí)際情況適當(dāng)設(shè)置噴嘴與鏡面距離(30～80mm)，噴淋時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)噴淋管即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的噴淋清洗。噴淋液需選用純水或去離子水，也可輔以專(zhuān)用清洗劑，但不可直接用自來(lái)水，影響清洗效果。對(duì)于形狀不規(guī)則的鏡體也可采用同樣方式進(jìn)行噴淋清洗。

2、旋轉(zhuǎn)毛刷清洗

對(duì)于要進(jìn)行鍍膜工藝的大口徑反射鏡來(lái)說(shuō)，單靠高壓噴淋可能無(wú)法達(dá)到理想的清洗效果，為了清除鏡面難以去除的污染物，可以采用旋轉(zhuǎn)毛刷進(jìn)行刷洗的自動(dòng)清洗工藝。毛刷可旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式也可旋轉(zhuǎn)滾輪式，毛刷刷毛要有足夠的長(zhǎng)度(5～15cm)，刷洗時(shí)毛刷與鏡面接觸刷盤(pán)或毛刷軸要避免與鏡面接觸，防止劃傷鏡面。毛刷刷毛硬度要適當(dāng)，且不易掉毛，既能保障對(duì)鏡面進(jìn)行有效的刷洗還要避免由于太硬而劃傷鏡面。毛刷刷洗工藝進(jìn)行時(shí)應(yīng)附以噴淋清洗工藝同時(shí)進(jìn)行以實(shí)現(xiàn)最佳清洗效果。

毛刷刷洗工藝中毛刷在自傳清洗的同時(shí)沿鏡面的一條半徑直線運(yùn)動(dòng)，結(jié)合鏡體自身的旋轉(zhuǎn)，適當(dāng)控制毛刷移動(dòng)和鏡體轉(zhuǎn)動(dòng)速度，二者合理配合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的有效刷洗。由于大口徑反射鏡加工成本很高，因此必須保證清洗工藝的安全可靠。為防止旋轉(zhuǎn)毛刷盤(pán)清洗過(guò)程中對(duì)鏡面造成損傷，必須采用專(zhuān)門(mén)的保護(hù)措施。如采用激光測(cè)距裝置，根據(jù)實(shí)際需要在清洗過(guò)程中使毛刷盤(pán)始終與鏡面保持一特定距離，既能實(shí)現(xiàn)刷洗工藝又可避免其與鏡面發(fā)生摩擦碰撞；還利用精密機(jī)械結(jié)構(gòu)和程控軟件控制毛刷的水平移動(dòng)和升降，在控制軟件中根據(jù)反射鏡鏡面曲面參數(shù)，設(shè)定毛刷下降的界限，使毛刷盤(pán)只能在安全距離內(nèi)升降，防止誤操作發(fā)生損傷鏡面的情況。

3、風(fēng)刀吹干

毛刷噴淋清洗后必須對(duì)鏡面進(jìn)行快速干燥，防止水分蒸發(fā)后形成水印或水漬殘留影響清洗效果。鏡面的干燥工藝可采用高壓風(fēng)刀進(jìn)行快速干燥。風(fēng)刀可采用長(zhǎng)條形封嘴形式也可采用小風(fēng)嘴進(jìn)行直線型排布方式。風(fēng)刀沿鏡面半徑方向布置，吹干時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)風(fēng)刀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的快速干燥。風(fēng)刀內(nèi)必須通入純凈氣體(如氮?dú)獾?或經(jīng)過(guò)高效過(guò)濾的純凈空氣，防止對(duì)鏡面產(chǎn)生二次污染。熱風(fēng)吹干效果會(huì)更好一些，但溫度不易過(guò)高40-60℃為宜，防止溫度過(guò)高造成鏡體炸裂情況發(fā)生。

實(shí)施例

(1)鏡片定位

利用行車(chē)將反射鏡鏡體吊裝至旋轉(zhuǎn)式移動(dòng)操作臺(tái)上，固定好鏡體，保證鏡體安置在操作臺(tái)的中央，以確保旋轉(zhuǎn)時(shí)整體平衡。

(2)激光測(cè)距傳感器校驗(yàn)

該步驟用于確保激光測(cè)距傳感器能在不同曲率鏡面上正常工作。當(dāng)鏡體定位后，控制橫移機(jī)械臂慢速沿鏡面徑向往復(fù)一次。如果在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，激光測(cè)距傳感器的反饋數(shù)值一直正常，則表示激光測(cè)距傳感器的安裝角度能匹配當(dāng)前鏡面；否則需調(diào)節(jié)激光測(cè)距傳感器的安裝角度，直至前述反饋數(shù)值一直正常。

(3)采用旋轉(zhuǎn)毛刷和高壓噴淋的方式同時(shí)對(duì)反射鏡鏡面進(jìn)行清洗劑噴淋&刷洗

準(zhǔn)備就緒后，先開(kāi)啟移動(dòng)操作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)功能(轉(zhuǎn)速大小0.5-5r/min)，然后由橫向機(jī)械臂及垂直機(jī)械臂控制旋轉(zhuǎn)毛刷在鏡體表面漸進(jìn)掃描，同時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷(轉(zhuǎn)速50-150r/min)與高壓噴淋功能(噴淋壓力0.3-0.6mpa，噴淋流量10-20l/min)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面的清洗；當(dāng)旋轉(zhuǎn)毛刷清洗了整個(gè)鏡片表面后，將旋轉(zhuǎn)毛刷升起并移出鏡面。

(4)采用旋轉(zhuǎn)毛刷和高壓噴淋的方式同時(shí)對(duì)反射鏡鏡面進(jìn)行純水噴淋&刷洗

(同步驟3)準(zhǔn)備就緒后，先開(kāi)啟移動(dòng)操作臺(tái)的旋轉(zhuǎn)功能，然后由橫向機(jī)械臂及垂直機(jī)械臂控制旋轉(zhuǎn)毛刷在鏡體表面漸進(jìn)掃描，同時(shí)啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)毛刷(轉(zhuǎn)速50-150r/min)與噴淋功能(噴淋壓力0.3-0.6mpa，噴淋流量10-20l/min)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鏡面的清洗；當(dāng)旋轉(zhuǎn)毛刷清洗了整個(gè)鏡片表面后，將旋轉(zhuǎn)毛刷升起并移出鏡面。

步驟3和4中用于高壓噴淋的噴嘴沿半徑方向排布，根據(jù)鏡子實(shí)際情況適當(dāng)設(shè)置噴嘴與鏡面間距離為30～80mm，噴淋時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)噴淋管即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的噴淋清洗。步驟3和4中所述旋轉(zhuǎn)毛刷為旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式或旋轉(zhuǎn)滾輪式，其刷毛長(zhǎng)度為5～15cm。

(5)最終噴淋

該步驟用于對(duì)鏡體表面做大幅度噴淋清洗。將噴淋管降落至鏡片表面附近區(qū)域，噴嘴距離鏡面5-10cm，對(duì)鏡片表面用純水做最終噴淋沖洗，同時(shí)仍保持鏡體旋轉(zhuǎn)，完成后再將噴淋管升回原位。不同鏡面使用前，需調(diào)節(jié)噴淋管的高度和傾斜角度，以匹配實(shí)際清洗的鏡面。

(6)高壓風(fēng)刀吹干

該步驟用于對(duì)鏡體表面做快速干燥。將高壓風(fēng)刀裝置降落至鏡片表面附近區(qū)域，對(duì)鏡體表面用熱風(fēng)做吹掃風(fēng)干(出口風(fēng)速>80m/s)，溫度為40-60℃，完成后再將高壓風(fēng)刀裝置升回原位。不同鏡片使用前，需調(diào)節(jié)高壓風(fēng)刀裝置的高度傾斜角度，以匹配實(shí)際傾斜的鏡面。所述高壓風(fēng)刀裝置采用長(zhǎng)條形封嘴形式或采用小風(fēng)嘴進(jìn)行直線型排布方式，高壓風(fēng)刀沿鏡面半徑方向布置，吹干時(shí)旋轉(zhuǎn)鏡體或以鏡面中心為圓心旋轉(zhuǎn)高壓風(fēng)刀即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鏡面的快速干燥。

(7)人工檢查

移出操作臺(tái)，由操作人員對(duì)鏡體表面進(jìn)行全面檢查，如有必要，還可進(jìn)行局部擦拭工作，確認(rèn)合格后結(jié)束清洗工藝過(guò)程。

上述實(shí)例中：采用激光測(cè)距裝置對(duì)清洗機(jī)構(gòu)進(jìn)行精密控制，根據(jù)實(shí)際需要在清洗過(guò)程中使旋轉(zhuǎn)毛刷盤(pán)始終與鏡面保持一特定距離，既能實(shí)現(xiàn)刷洗工藝又可避免其與鏡面發(fā)生摩擦碰撞。利用精密機(jī)械結(jié)構(gòu)和程控軟件控制旋轉(zhuǎn)毛刷的水平移動(dòng)和升降，在控制軟件中根據(jù)反射鏡鏡面曲面參數(shù)，設(shè)定旋轉(zhuǎn)毛刷下降的界限，使毛刷盤(pán)只能在安全距離內(nèi)升降，防止由于誤操作導(dǎo)致?lián)p傷鏡面的情況發(fā)生。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。