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先进光学数字化制造装备和工艺与信息融合技术研究 Research on advanced optics digitaI manufacturing equipment technology and jnformaUon fusion technology 李兴兰，刘 金，陶以政，杨光宏，员天佑 Ll Xing-lan，LIU Jin，TAO Yi—zheng，YANG Guang—hong． YUN Tian．you ． (中国工程物理研究院计算机应用研究所，绵阳621900) 摘 要：通过先进光学数字化制造装备、工艺与信息融合技术，能有效整合、打通光学元件制造过程中 的数字化加工和检测装备，消除数字化装备孤岛；达到光学元件制造生产线上下游装备、工 艺与信息的共享和协同，提升大口径超精密光学元件制造效率。应用流程分析和快速原型化 方法，以光学元件数字化制造工艺流程线为基础，分析研究了数字化先进光学制造装备、工 艺和信息融合技术，初步构建了数字化光学制造装备、工艺和信息融合原型系统。 关键词：数字化制造；先进光学光学制造装备；先进光学制造工艺；信息融合 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1 009—01 34(201 4)06(下)一0024—03 Doi：1 0．396cl／J．1ssn．1 009-01 34．201 4．06(下)．07 0 引言 经典光学制造在高精度光学元件的制造方面 更多地依赖于加工者的经验，很难进行计算机控 制，加工成品率低，质量重复性差。对制造大口 径、高精度光学元件无法形成现代化的工业生产 能力，因此，以美国、法国、德国和 日本为代表 的西方发达国家均在国防光学系统的需求牵引下， 大力发展以 “数字化”、 “定量化”、 “超精密机 械化”和 “智能化”为标志的数字化先进光学制造 技术u叫】。以先进光学元件制造装备为基础，通过 数字化、信息化技术对先进制造工艺系统进行工 艺规划、优化，促进光学元件制造从非确定性向确 定性转变，单元工艺水平和生产能力得到了极大的 提高。同时，构建系统化的光学元件数字化集成制 造系统口l，有效整合、打通光学元件制造过程中的 数字化加工和检测装备。实现大口径光学元件超精 密制造 “装备、工艺和信息”的 统一集成和数据融合，消除数字 化装备孤岛，达到光学元件制造 生产线上下游装备、工艺和信息 的共享、协同以及状态控制和管 理；实现光学元件制造过程的可 追溯和提高光学元件质量，促进 大口径光学元件制造从不确定性 向确定性转变，降低对制造经验 的依赖性。提高光学元件的制造精度和抗辐射损伤 能力，增强光学元件的数字化制造能力；提高光光 学元件制造生产效率和产能。 本文以光学元件数字化制造工艺流程线为基 础，分析、研究了先进光学数字化制造装备、工 艺和信息融合框架技术，并应用流程分析和快速 原型化方法，初步构建了数字化光学制造装备、 工艺和信息融合原型系统。 1 先进光学数字化制造流程 先进光学加工制造技术就是在传统工艺流程 中，对工艺流程各工序环节中依靠经验和手工的 工序进行数字化加工和检测改造，并通过信息化 手段把各工序环节的加工、检测信息串联起来， 形成数字化光学制造工艺流程。要实现高精度光 学元件的数字化制造，必须构建贯穿光学元件设 计到元件服役的信息传递流，并对各个工序节点 图1 先进光学数字化制造工艺流程 收稿日期：2014-02-20 基金项目：“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项经费 (2013Z 作者简介：李兴兰 (1967一)，女，重庆人，高级工程师，主要从事信息化及工业自动控制技术研究工作。 I24】 第36卷 第6期 2014—06(下) 学兔兔 学兔兔 学兔兔 学兔兔