автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Автоматизированная система формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей

На правах рукописи УДК 681.2:539.3:537.7:518.5

56138

АБДУЛКАДЫРОВ Магомед Абдуразакович

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ФОРМООБРАЗОВАНИЯ АСФЕРИЧЕСКИХ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ

Специальность:

05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва - 2008г.

003456198

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э.Баумана

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

Пуряев Даниил Трофимович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Карасик Валерий Ефимович, МГТУ им. Н.Э.Баумана

кандидат технических наук Архипов Сергей Николаевич,

ОАО «Красногорский завод им. С.А.Зверева»

Ведущая организация - ФГУП «НПО «ОПТИКА», г. Москва

Защита состоится «24» декабря 2008 года в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.141.19 в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Автореферат разослан «_» 2008 г.

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенный печатью организации, просьба направлять по адресу: 105005, г. Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Диссертационный совет Д 212.141.19.

Учёный секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время благодаря разработке новейших высокоточных асферических крупногабаритных оптических деталей, предназначенных для систем наземного и космического базирования, получены принципиально новые научно-технические результаты в области астрономических и космических исследований. Такие системы обеспечивают высококачественное изображение наблюдаемого объекта, в предельном случае - дифракционного качества. Это соответствует отклонению волнового фронта, формируемого системой по среднеквадратиче-скому критерию равному Х/14 (критерий Марешаля). Наибольшее влияние на формируемое изображение оказывает качество поверхности изготавливаемых оптических деталей, которое определяется среднеквадратическим отклонением (СКО) формы оцениваемой поверхности от ближайшей поверхности сравнения и размахом полной ошибки (Р - V). Вышеуказанное является причиной резкого возрастания требований к качеству поверхности, в частности, для многокомпонентных оптических систем, имеющих диаметры от 500 до 4000 мм, среднсквадратическое отклонение а = Х/60...Х/30.

Дополнительно возрастают габариты оптических деталей. В последнее время в ряде стран уже изготовлено несколько 8-ми метровых зеркал и ведутся работы по созданию адаптивных телескопов, имеющих составные главные зеркала диаметрами 30 м и 42 м, рабочие части которых представляют собой сферические и асферические поверхности. Кроме зеркал классической круглой формы в настоящее время изготавливаются крупногабаритные асферические зеркала с произвольной внешней конфигурацией и видом внутреннего отверстия. Это приводит к усложнению конструкции оптических деталей.

Для уменьшения массы крупногабаритных оптических деталей переходят к изготовлению облегченных зеркал. Ведутся работы по созданию тонких и сверхтонких адаптивных зеркал, обеспечивающих возможность получения высокой разрешающей способности оптических систем за счет управляемых деформаций их рабочей поверхности. Задача получения высококачественных поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей при использовании классической технологии формообразования, основанной на методе проб и ошибок, а также интуиции профессионала-оптика весьма проблематична, а её решение непредсказуемо по времен». Вследствие этого трудоёмкость изготовления современных высокоточных оптических деталей чрезвычайно велика. Особенно трудоёмкими являются операции окончательной доводки поверхности, которые составляют 70...80% от общей трудоёмкости изготовления деталей. Иначе говоря, классические методы формообразования уже не могут в полной мере обеспечить получение требуемого в настоящее время качества оптических поверхностей различного класса

Кардинальной мерой в решении задачи получения высококачественных поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей является создание технологического комплекса для формообразования и точной доводки поверхностей таких деталей автоматизированным способом. В основе разработки автоматизированного процесса формообразования оптических поверхностей лежат работы зарубежных авторов: Aspden R., Jones R.A., Angel R. и Martin H.M. В России по вопросу разработки комплекса, реализующего автоматизированный процесс формообразования с использованием специального оборудования, контрольно-юстировочных приборов и оснастки, известны работы Семибратова М.Н., Заказнова Н.П., Шганделя С.К., Лысянного Ю.К., Витриченко Э.А., Горшкова В.А., Савельева A.C., Семёнова А.П., Сеника Б.Н. и др.

В рамках такого комплекса эффективность способа получения высокоточных асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей определяется, прежде всего, возможностью автоматизации способа формообразования. В результате перехода к автоматизированной технологии формообразования исключается влияние человеческого фактора на производственный процесс и возникает возможность достижения высокой производительности операции финишной доводки оптических деталей различной формы, типоразмеров и

конфигурации. Поэтому задача рщрабогки и исследования аишмапнированпой системы формообразования асферических крупногабаритных оптических детален является актуальной.

Цель работы

Построение элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей, разработка на этой основе управляемого технологического процесса в виде совокупности технологических приемов и создание программно-математического обеспечения для проведения процесса формообразования и вв.1сокоточноГ| автоматизированной доводки поверхностей.

Задачи исследования

• Анализ современного состояния проблемы формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических детален и исследование существующих управляемых методов формообразования и доводки.

• Сравнение исходных факторов, влияющих на процесс формообразования с целью идентификации оптимальных параметров управления, схем контроля, устройств базирования и выбора высококачественных стёкол для изготавливаемых деталей в рамках технологического цикла, в основе которого лежит метод последовательных приближений.

• Формулировка требований к методам контроля и выделение кардинальных факторов, идентифицирующих рациональный метод контроля, которому принадлежит главенствующая роль в получении окончательного положительного результата в процессе автоматизированного формообразования.

• Идентификация оптимального параметра управления процессом автоматизированного формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей и построение функциональной схемы процесса формообразования.

• Анализ схемных модельных представлений разрабатываемой автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Построение структурно-функциональной схемы системы, задающей главные факторы процесса полирования, которые определяют погрешности формы изделия в результате съёма материала, и идентификация на её основе кинематической схемы.

• Формирование математической модели синтезируемой системы, которая включает в себя алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм на ЭВМ, идентифицирует «точечность» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков и содержит геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструментов.

• Разработка методик определения технологических параметров процесса полирования с целью точного прогнозирования формы обрабатываемой поверхности.

В рамках этих методик должно быть рассмотрено использование создаваемой технологии для полировальников любой конфигурации и типоразмера.

• Построение ансамбля алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материала при автоматизированном полировании оптических поверхностен. Определение в результате такого расчёта суммарного отклонения поверхности после ряда итераций, а также вычисление полного времени обработки каждой элементарной площадки в результате постепенного увеличения съёма. Обоснование адекватности создаваемого ансамбля алгоритмических моделей.

• Анализ погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей. Идентификация исходных типов погрешностей, влияющих на результаты процесса автоматизированного формообразования и выделение погрешностей интерференционного контроля формы оптической детали, погрешностей технологического цикла и погрешностей, вносимых средствами разгрузки

летали в процсссс контроля и обработки.

• Проектирование, изготовление и исследование на основе разрабатываемых модельных представлений автомат шровапного технологического комплекса с программным управлением для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных отнчеекнх детален автоматизированным способом. Разработка методики экспериментального определения параметров технологического процесса и анализ функциональных свя!ей отдельных элементов автоматизированной системы формообразования.

• Внедрение научных прикладных результатов в технологический процесс изготовления крупногабаритных оптических деталей.

Методы исследований

Для решения теоретических и прикладных задач использованы:

• Методы теории оптико-электронных систем, в основе которых лежит системно-модельный подход к описанию процесса формообразования асферических крупногабаритных оптических детален.

• Метод построения ансамбля вычислительно-операторных алгоритмических математических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автомаш-змрованном полировании оптических поверхностей, опирающийся на метод математической индукции.

• Метод анализа агомотетичных искажений при получении гомотетичного образа контролируемого зеркала с использованием линзового компенсатора.

• Метод конечных элементов для расчёта напряжённо деформированного состояния обрабатываемой детали.

• Расчётные численные методы: метод наименьших квадратов; метод аппроксимирующих полиномов; метод последовательных приближений; метод следящего порога при расшифровке интерферограмм.

• Статистические методы оценки погрешностей.

Научная новизна диссертационной работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Построены элементы теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей, которые включают в себя формирование математической модели синтезируемой системы, выделение кардинальных факторов, идентифицирующих введение рационального метода контроля и задание оптимального временного управляющего параметра;

2. Разработан управляемый технологический процесс формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей в виде совокупности приёмов на основе метода последовательных приближений, обеспечивающий в пределе идеальную форму рабочей поверхности оптической детали;

3. Идентифицирован ансамбль алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей, на основе которых рассчитывается целенаправленный съём материала. Обоснована адекватность созданного ансамбля моделей;

4. Создана методика расчёта параметров автоматизированной доводки оптической поверхности с целью передачи полученных данных о траектории движения и скорости перемещения инструмента в систему управления;

5. Построен восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм с целью построения подробной голограммы поверхности детали по результатам интерференционного контроля. Он лежит в основе расчета сеанса автоматизированной доводки при наличии надежных и достоверных средств контроля и разгрузки оптической детали;

->

6. Идентифицировано понятие «точечности» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков и построены геометрические модели трехточечного и пятиточечиого инструментов. На основе мультиточечного подхода вычисляется суммарное отклонение поверхности после ряда итераций и рассчитывается полное время обработки элементарной площадки детали в результате постепенного увеличения съёма;

7. Разработаны методы определения и корректировки технологических параметров обработки поверхностей оптических деталей, позволяющие сократить время обработки детали и ускорить процесс сходимости автоматизированного технологического процесса;

8. Построены кардинальные классы, главные когорты и основные семейства погрешностей интерференционного контроля и технологического цикла доводки оптических поверхностей. Идентифицированы систематические и случайные погрешности в рамках приборных, методических и технологических погрешностей.

Научные положения, выносимые на защиту

Создание элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических

крупногабаритных оптических деталей, на основе которых спроектирован, изготовлен и

исследован автоматизированный технологический комплекс с программным управлением,

позволяет вынести на защиту следующие новые положения и результаты:

1. Новая методика разработки управляемого технологического процесса формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей в виде совокупности технологических приёмов на основе метода последовательных приближений, обеспечивающего в пределе идеальную форму рабочей поверхности оптической детали.

2. Ранее не существовавшая математическая модель автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей на основе выделения кардинальных факторов, идентифицирующих введение рационального метода контроля и задание оптимального временного управляющего параметра.

3. Принципиально новый ансамбль алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей, на основе которых рассчитывается целенаправленный съём материала, и обоснование адекватности созданного ансамбля моделей.

4. Новая методика расчета и корректировки технологических параметров сеанса автоматизированной доводки оптической поверхности с целью передачи полученных данных о траектории движения и скорости перемещения инструмента в автоматизированную систему управления, позволяющая сократить время обработки детали и ускорить процесс сходимости автоматизированного технологического процесса.

5. Новый восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм с целью построения топограммы поверхности дегали по результатам интерференционного контроля.

6. Мультиточечный подход к вычислению суммарного отклонения поверхности после ряда итераций и расч&ту времени обработки элементарной площадки детали в результате постепенного увеличения съёма в рамках геометрических моделей трёхточечного, пятиточечного и семиточечного инструментов.

7. Систематика и анализ функциональных схем систем базирования и разгрузки оптических деталей в процессе обработки и контроля оптических поверхностей в рамках технологического цикла, обеспечивающие стабильную сходимость автоматизированного технологического процесса.

8. Ранее не систематизированные кардинальные классы, главные когорты и основные семейства погрешностей интерференционного контроля и технологического цикла доводки оптических поверхностей, на основе которых идентифицированы систематические и случайные погрешности в рамках приборных, методических и технологических погрешностей.

Практическая ценность п область применения результатов исследования

В рамках практического применения разработанных элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей созданы:

1. технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом, использующий специальное оборудование, контролыю-юстировочные приборы и оснастку. В рамках созданного комплекса исследованы особенности поведения материала заготовок и деформационно-тепловые эффекты, возникающие в процессах обработки, транспортировки и установки детали в схему контроля и достигнута высокая производительность финишной доводки оптических деталей различной формы, типоразмеров и конфигурации;

2. технологический процесс обработки плоских, сферических и асферических поверхностей оптических деталей диаметром до 6 м с произвольной внешней конфигурацией и видом внутреннего отверстия, обеспечивающий высокое качество формы поверхности (СКО меньше 0,015 X);

3. банк данных, содержащий параметры зеркал, которые изготовлены в рамках российских и международных проектов;

4. оригинальные структурно-функциональные схемы и операторно-вычнелительные поведенческие математические модели формообразования поверхности;

5. .методика расчёта агомотетичных искажений линзовых компенсаторов волнового фронта при контроле асферических деталей, позволяющая получить неискажённую топографическую карту контролируемой поверхности обрабатываемой детали;

6. алгоритм расчета абсолютного съёма материала, позволяющий корректировать технологические параметры сеансов автоматизированной обработки крупногабаритных оптических деталей в процессе обработки;

7. алгоршм оценки погрешности автоматизированного технологического процесса, обеспечивающий возможность достижения требуемых точностных параметров асферических поверхностен.

Полученные в диссертации научные результаты внедрены в производство, созданный комплекс алгоритмических моделей используется на предприятиях отрасли (ОАО «ЛЗОС». ОАО «ЛОМО им. Ленина», ФГУП «НИИКИ ОЭП»).

Внедрение.

Созданные соискателем технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом, алгоритмы, методики расчёта и корректировки технологических параметров, а также изготовленные зеркала использованы на ОАО «КМЗ», ОАО «ЛЗОС», ОАО «ЛОМО им. Ленина», ФГУП «НИИКИ ОЭП». Акты о внедрении и использовании приведены в диссертации.

Апробация работы

Результаты работы доложены на: Всесоюзном семинаре «Производство асферической оптики» (Москва, 1984); Всесоюзном семинаре «Изготовление оптических асферических деталей» (Москва, 1985); Международной конференции «Прикладная оптика - 96» (С-Петербург, 1996); Международной конференции «Optical Science, Engineering, and Instrumentation» (Денвер, США, 1999); Международной конференции «Optical Science, Engineering, and Instrumentation» (Сан-Диего, США, 2000); Международной конференции «Прикладная оптика - 2002» (С-Пстсрбург, 2002); Международной конференции «2lld Backaskog Workshop on

Extremely Large Telescopes» (Бакаског, Швеция, 2003);. Международной конференции «Optical Systems Design 2003» (Сент-Этьен, Франция, 2003); Международной конференции «Астрономические телескопы и инструменты» (Глазго, Великобритания, 2004); Международной конференции «Optifab 2005: Technical Digest» (Нью-Йорк, США, 2005); Международная конференция «Астрономические телескопы и инструменты» (Марсель, Франция, 2008).

Публикации и личный вклад

Все теоретические исследования по созданию элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей проведены лично автором. Практические приложения получены совместно с Горшковым В.А., Савельевым A.C., Семёновым А.П. и Леонтьевым A.A.

Во всех случаях автор являлся инициатором постановки исследуемых задач и принимал непосредственное и ведущее участие в совместном их решении и обсуждении результатов. Поэтапное планирование исследований и руководство разработкой технологического комплекса с программным управлением для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом полностью осуществлялось автором. При использовании в диссертации материалов других авторов приведены ссылки на литературные источники.

По теме диссертации опубликовано 43 научные работы, в том числе пять авторских свидетельств и патентов на изобретение, 13 статей (из них в изданиях по списку ВАК - 6), 18 тезисов докладов на международных НТК. Материалы изложены также в 7 научно-технических отчётах. Список основных публикаций по теме диссертации приведён в конце автореферата.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, 4-х глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 181 стр., содержит 42 рисунка и 15 таблиц. Список цитируемой литературы включает 120 источников.

Во введении обоснована актуальность научной задачи, решённой в диссертации. Сформулированы цель и задачи исследований. Рассмотрены методы исследований и изложены научные положения, выносимые на защиту. Приведён обзор содержания диссертации по главам и дан обзор литературы.

В первой главе поставлена задача разработки и исследования автоматизированной системы формообразования и начата разработка элементов теории поведения такой системы. Элементы теории представляют собой совокупность научных положений, которые включают в себя формирование математической модели синтезируемой системы, выделение кардинальных факторов, идентифицирующих введение рационального метода контроля и задание оптимального временного управляющего параметра. Они опираются, прежде всего, на анализ методов и систем изготовления крупногабаритных оптических деталей.

Проведён анализ современного состояния проблемы формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей.

Сформулированы требования к методам контроля и выделены основные факторы, задающие рациональный метод контроля. Показано, что для разработки автоматизированного метода формообразования высокоточных крупногабаритных оптических деталей необходимо создание средств контроля, дающих объективную количественную информацию о форме обрабатываемой поверхности; проектирование и изготовление средств базирования и разгрузки

высокоточных оптических деталей, позволяющих поддерживать стабильную форму оптической поверхности па стадиях обработки и контроля; построение алгоритмов и программ для управления техпроцессом; создание автоматизированного оборудования для реализации разработанных алгоритмов; установление связен между устройствами контроля и технологическим оборудованием, задействованным в автоматизированном процессе. Выполнение этих работ даёт возможность создать замкнутый цикл и идентифицировать автоматизированный процесс формообразования.

Вторая глава посвящена исследованию вопросов управления процесса формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Доказано, что время пребывания инструмента в зонах обработки является оптимальным параметром управления. Показано, что управление этим параметром идентифицирует оптимальный технологический процесс изготовления детали в результате использования простого вида траектории движения и задания постоянной скорости.

Построена структурно-функциональная схема, идентифицирующая инструментальные, деформационные и настроечные факторы процесса полирования.

Разработан восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм на ЭВМ и приведена его структурная схема (см. рис. 1). Он служит для формирования исходных данных с целью последующего моделирования. На основании найденных значений волновой аберрации получены топограммы контролируемых асферических зеркал.

Рис. 1. Структурная схема восьмиступенчатого алгоритма автоматизированной обработки интерферограмм

Для учёта неравномерности съёма сведено понятие «ттСг х я„нст - точечности» используемого инструмента - полировальника в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков. Построены геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструмента (см. рис. 2).

Рис. 2. Геометрические модели трехточечного и пятиточечного инструмента, задающие разбиение его поверхности на 3 и 5 квадратных участков соответственно: 1 - инструмент; 2 - круговая зона, покрываемая инструментом $ процессе обработки оптической детали; 9 - шаг топографической сетки;

А круг _

диаметр круговой зоны; с!„„ - диаметр инструмента; I - эксцентриситет.

Предложена инженерная методика определения припуска на обработку. Для проведения расчёта разработай программный комплекс АБ1. Структурные схемы, идентифицирующие этапную связность и поведенческое наполнение программного комплекса А01, приведены в приложении к диссертации.

Разработаны методики определения технологических параметров процесса полирования и создана методика определения среднего съёма материала с помощью предварительно отполированного технологического образца, на поверхности которого обрабатываются дополнительные локальные круговые зоны инструментом малого диаметра. Построены графики профиля удвоенного съёма в локальной круговой зоне и вычислен удвоенный средний съём в долях полосы.

Предложена методика определения средней технологической постоянной процесса полирования. Создана методика вычисления нормированного, локального нормированного и относительного локального нормированного среднего съёма для трёхточечного и пятиточечного инструментов.

Разработан ансамбль алгоритмических моделей, идентифицирующих этапы итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей. С целью операторной идентификации поведения полировальника введен в рассмотрение линейный алгоритмический оператор съёма материала

Р 1^111,11), определяющий линейные отклонения поверхности

) после первого съёма в пяти точках , Упш 3 под

трехточечным полировальником, так что

-1

тп '

ЧЩ = рО 1ЦА, - А -К

А, и -кА

Р* ~кА ЕС II -кАл

II Л -к, А

. /ад,-1 ~кА -К/Л

(1)

1 '

где к, - технологический коэффициент относительного съёма, определяемый экспериментально. В результате (I) идентифицирует линейную алгоритмическую модель первого этапа итерационного съёма.

Па основе метода математической индукции построена линейная алгоритмическая модель р-ю этапа итерационного съёма. Проанализировано поведение трёхточечного, пятиточечного и семиточечного полировальников. Предложена линейная алгоритмическая модель суммарного съёма, определяющая полное время обработки за р итерационных этапов. Дана оценка адекватности ансамбля линейных алгоритмических моделей итерационного съёма с помощью коэффициента адекватности. Найдено, что при единичном коэффициенте созданный ансамбль моделей итерационного съёма адекватно описывает реальный процесс формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Проведена коррекция технологического коэффициента относительного съёма, что позволило за счёт введения обратной связи существенно повысить сходимость результатов математического моделирования процесса формообразования.

В третьей главе проведён детальный анализ погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей. Идентифицированы три исходных типа погрешностей: интерференционного контроля формы; технологического цикла; средств разгрузки детали в процессе контроля и обработки.

В рамках анализа первого типа погрешностей интерференционного контроля формы оптических деталей выделены три кардинальных класса: приборные, методические и погрешности нестабильности процесса контроля. В свою очередь, внутри классов приборных и методических погрешностей исследованы две главные когорты систематических и случайных погрешностей.

Рассмотрены четыре основных семейства когорты приборных систематических погрешностей: аберрации оптической системы интерферометра; погрешности изготовления; погрешности разгрузки; погрешности измерения координат центров полос. Установлено, что основной приборной систематической погрешностью является погрешность, обусловленная аберрациями оптической системы интерферометра. Найдено, что они приводят к нелинейным агомотетичным искажениям интерферограммы. Создан алгоритм, приводящий соответствующую топограмму к гомотетичному виду.

Исследованы два основных семейства когорты приборных случайных погрешностей:

юстировка взаимного положения оптических элементов интерферометра и юстировка относительного положения интерферометра и контролируемой детали. Найдено, что случайная погрешность юстировки идентифицируется но результатам контроля на седьмой ступени алгоритма (см. рис. 2) и не превосходит Л/10.

Рассмотрено основное семейство когорты методических систематических погрешностей математической обработки результатов расшифровки интерферограмм. Получено, что средняя погрешность составляет 0,212Х по Р-У и 0,02 IX по СКО, а максимальная погрешность равна 10%.

Исследованы два основных семейства когорты методических случайных погрешностей: совмещение плоскости регистрации с выходным зрачком интерферометра и дискретный характер информации о форме контролируемой поверхности. Найдено, что обе погрешности не оказывают существенного влияния на результат контроля формы крупногабаритных оптических деталей.

Показано, что внутри третьего класса погрешностей, обусловленных нестабильностью процесса контроля, уменьшение случайной погрешности, может быть достигнуто в результате защиты, термостабилизации и виброизоляции оптического тракта, с последующим усреднением результатов контроля.

Проведён анализ второго зипа погрешностей технологического цикла, в рамках которого также выделены три кардинальных класса: приборные, методические и технологические погрешности. Исследованы: отработка времени пребывания центра инструмента; стабилизация давления и линейной скорости обработки; привязка интерферограммы к детали и системе координат станка. Внутри когорты методических систематических погрешностей выделены два основных семейства: математическое моделирование съёма и линейное перемещение инструмента. Получено, что все методические погрешности технологического цикла оцениваются величиной порядка 5%.

Выделены шесть основных семейств технологических погрешностей: нелинейная зависимость съёма от скорости и давления; -ыход инструмента за край детали; неоднородность свойств стекла; деформации детали под действием инструмента; температурные факторы; флуктуации съёма и погрешности из-за притира и износа инструмента. Найдено, что основной технологической погрешностью обработки является погрешность, обусловленная флуктуациями съёма под инструментом. Она обусловлена неоднородностью полирующей суспензии, смолы полировальника, а также вариациями контакта полировальника с обрабатываемой деталью. Показано, что эта погрешность может достигать 30%, так что дня её устранения необходима стабилизация съёма под полировальником.

Проанализирован третий тип погрешностей, вносимых средствами базирования и разгрузки зеркала в процессе контроля и обработки. Для решения задачи расчёта деформированного состояния обрабатываемой детали при различных схемах базирования и разгрузки использован метод конечных элементов. Рассмотрены шесть вариантов схем базирования и разгрузки оптического зеркала. Найдено, что наиболее рациональной является схема на дискретных мембранно-пневматических опорах равной жесткости, для которой расчётные величины Р - V = 0,051\и СКО = 0.013Х.

В четвёртой главе рассмотрены два этапа практического внедрения созданной технологии формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. На первом этапе экспериментально определены параметры технологического процесса и отработаны функциональные связи отдельных элементов автоматизированной системы формообразования. На основе созданной в диссертации методики определено значение технологической постоянной и идентифицирован профиль съёма стекла на заготовках различных типоразмеров п разных марок стекла. Построены усреднённые нормированные графики профиля съёма для трёхточечного и пятиточечного инструментов диаметром 70 мм и 90 мм. Графики использованы для идентификации нормированного локального и относительного локального среднего съёма.

Показано, что на втором этапе, практического внедрения созданной автором управляемой системы формообразования высокоточных крупногабаритных оптических деталей (ВКОД) на

Лыткаринском заводе оптического стекла выполнен цикл работ по изготовлению различных крупногабаритных асферических зеркал. Разработана методика автоматизированного формообразования оптических поверхностей, которая обеспечивает получение высококачественной рабочей поверхности зеркала. В основу методики, созданной в диссертации, положен процесс управления малым инструментом, который перемешается вдоль поверхности летали по траектории, заданной в декартовой системе координат. При этом минимизирована роль факторов, оказывающих влияние на процесс полировки, а усилие на инструмент и скорость обработки оставлены неизменными за счёт осцилляций малого инструмента с фиксированным эксцентриситетом. В результате решена задача высокоточной доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей в диапазоне диаметров 500 - 6000 мм с достижением СКО поверхности 0,0 R, a P-V меньше 0,1?..

Под руководством автора в ОАО «ЛЗОС» совместно с ГНПО «Оптика» создан технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом. Разработано программно-математическое обеспечение автоматизированного комплекса, позволяющее исследовать особенности поведения материала заготовок и деформационно-тепловые эффекты, возникающие в процессах обработки, транспортировки и установки детали в схему контроля. Для контроля формы поверхности в реальном масштабе времени использована установка для автоматизированной обработки интерферограмм, которая позволила сократить время обработки пнтерферограммы в 20 - 100 раз по сравнению с ручной обработкой на координагно-измерительном микроскопе и одновременно увеличить число обрабатываемых точек на интерферограмме до 3000 - 7000.

Получено экспериментальное подтверждение основных теоретических положений диссертации. На основе методики, созданной в диссертации, изготовлено свыше 150 крупногабаритных асферических зеркал различного диаметра с произвольной внешней конфигурацией н разной асферичностью. Основные позиции разработанных асферических зеркал приведены в Табл. 1.

Таблица 1. - Параметры зеркал, изготовленных в рамках международных проектов

№ Основные параметры Страна заказчик

1 Оптическая система для NOA-проекта: главное зеркало 0 2280 мм; вторичное зеркало 0 753 мм. Греция

2 Оптическая система для TTL-проекта: семь главных зеркал 0 2050 мм; семь вторичных зеркал 0 645 мм США-Велико-бретания

3 Оптическая система для VST-проекта: два главных зеркала 0 2650 мм. вторичное зеркало 0 938 мм Италия

4 Телескоп GRANTECAN (Канары): третье плоское зеркало МЗ размерами 1521x1073 мм Испания

5 Два сферических зеркала 0 1800 мм и толщиной 250 мм для телескопа Кассегрена в Арденах Германия

6 Телескоп LAMOST: главное сегментированное зеркало 0 6500 мм. Для него изготовлено 40 полированных шестигранных составных зеркала из церодура с диагональю 1100 мм Китай

7 Внеосевое параболическое зеркало 0 840 мм н толщиной 214 мм Китай

8 Гиперболическое главное зеркало 0 1350 мм п толщиной 169 мм (космические системы EOS) Австралия

9 Оптическая система телескопа VISTA: главное зеркато 0 4100 мм из церодура, вторичное зеркало 0 1241 мм из ситалла Шотландия

10 Гиперболическое главное зеркало 0 2400 и толщиной 150 мм Австралия

11 Облегчённое параболическое главное зеркало 0 600 в оправе М1 -0 630 мм, М2-0 192 мм. ЮАР

Приложения идентифицируют связность и поведенческое наполнение вычислительных этапов программного комплекса АЭ1.

3. ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате детального анализа сложившихся подходов к проблеме формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических детачей, исследования управляемых методов формообразования и обобщения практического опыта изготовления, точной доводки и контроля деталей на основе трудов отечественных и зарубежных авторов, а также теоретических и экспериментальных исследований, проведённых в диссертации, решена актуальная научная задача в области создания автоматизированной технологии формообразования. Решение этой задачи имеет важное народно-хозяйственное значение для разработки управляемого технологического процесса с целью создания новейших высокоточных асферических крупногабаритных оптических детачей, предназначенных для систем астрономических и космических исследований наземного и космического базирования. Основные результаты диссертационной работы заключаются >■ следующем:

1. В результате анализа существующих автоматизиров^. .ях систем обработки с различными управляемыми параметрами на основе исследования исходных факторов технологического цикла, в основе которого лежит метод последовательных приближений, и выделения кардинальных факторов, идентифицирующих рациональный метод контроля, созданы элементы теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей с произвольной внешней конфигурацией и видом внутреннего отверстия. Установлено, что разработка высокоэффективного автоматизированного технологического цикла изготовления высокоточных деталей возможна только в рамках комплексного подхода к проблеме формообразования.

2. Проведён сравнительный анализ трёх основных технологических параметров: траектории движения инструмента по обрабатываемой поверхности, относительной скорости инструмента по заготовке и времени пребывания инструмента в зоне обработки. Найдено, что время пребывания инструмента в зонах обработки является оптимальным параметром управления процесса формообразования. Управление этим параметром позволяет вести обработку детали при использовании простого вида траектории движения инструмента, а также при задании постоянной скорости в пределах рабочего диапазона скоростей.

3. Построены схемные модельные представления разрабатываемой автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Введена структурно-функциональная схема, задающая главные инструментальные, деформационные и настроечные факторы процесса полирования, которые определяют погрешности формы изделия в результате съёма материала, и на её основе идентифицирована кинематическая

схема, реализующая эквидистантный износ инструмента.

4. Сформирована математическая модель синтезируемой системы, в основе которой лежит восьмисгуиенчатый алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм на ЭВМ и приведена его структурная схема. Он служит для получения топограмм контролируемых асферических зеркал с целью последующего моделирования процесса формообразования оптических поверхностей.

5. Для учёта неравномерности съёма введена «точечность» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков. Построены геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструментов и предложена инженерная методика определения припуска на обработку.

6. Разработаны методики определения технологических параметров процесса полирования: нормированного, локального нормированного и относительного локального нормированного среднего съёма для трёх и пятиточечного инструментов.

7. На основе метода математической индукции построен ансамбль алгоритмических моделей, идентифицирующих последовательные этапы расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей. В результате реализации такого процесса расчёта съёма идентифицирован алгоритм нахождения суммарного отклонения формы поверхности после ряда итераций. Разработана линейная алгоритмическая модель суммарного съёма, целью которой является нахождение полного времени обработки в центральной области за все предыдущие итерационные этапы при постепенном увеличении съёма. Дано обоснование адекватности созданного ансамбля алгоритмических моделей.

8. Рассмотрены погрешности процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей. Идентифицированы три исходных типа погрешностей, влияющих на результаты этого процесса: погрешности интерференционного контроля формы оптической детали, погрешности технологического цикла и погрешности, вносимые средствами разгрузки детали в процессе контроля и обработки. В рамках этой классификации погрешностей проведён детальный анализ кардинальных классов, главных когорт и основных семейств систематических и случайных погрешностей.

9. С помощью разработанных математических модельных представлений в рамках комплексного подхода к проблеме формообразования экспериментально определены параметры технологического процесса и отработаны функциональные связи отдельных элементов автоматизированной системы формообразования. На основе созданной в диссертации методики определено значение технологической постоянной и идентифицирован профиль съёма стекла на заготовках различных типоразмеров и разных марок стекла.

10. В рамках практического внедрения созданной автором управляемой системы формообразования высокоточных крупногабаритных оптических деталей построена комплексная натурная дефакторная физическая предметная модель. Она представляет собой спроектированный и изготовленный под руководством автора в ОАО «ЛЗОС» совместно с ГНПО «Оптика» технологический комплекс с программным управлением дляформообразо-вания и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом. Комплекс использует созданную в диссертации методику автоматизированного формообразования оптических поверхностей, которая обеспечиваетполучение высококачественной рабочей поверхности зеркала. В результате решена задача высокоточной доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей в диапазоне диаметров 500 - 6000 мм с достижением СКО поверхности 0,01?., a P-V меньше 0,1 к.

11. Работоспособность и эффективность построенных элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей продемонстрированы при изготовлении автором свыше 150 крупногабаритных асферических зеркал различного диаметра с произвольной внешней конфигу рацией и разной асферичностью. Построен банк данных изготовленных зеркал, идентифицируемых совокупностью основных параметров.

12. Результаты диссертации внедрены в практику отечественных и международных проектов: 17В317, 17В321, 14М339, АК-108, «Берет», «VST», «VISTA» и отражены в 13 статьях и 5 авторских свидетельствах и патентах на изобретение.

4. СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ НО ТЕМЕ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Абдулкадыров М.А.. Семенов Л.1 !.. Савельев А.С. Анализ iiorpeiiiiioCTcii автоматизированного формообразования оптических поверхностей на станках серии АД по программе АД1 // Оптико-механическая промышленность. - 1990. -№ 1. - С. 51-53.

2. Абдулкадыров М.А., Семенов А.П., Савельев А.С. Расчет съёма материала при автоматизированном формообразовании поверхностей крупногабаритных оптических деталей по программе АД1 // Оптико-механическая промышлен-ность. - 1990. - № 4. - С. 61-66.

3. Определение абсолютного съёма при автоматизированной доводке оптических поверхностей по программе AD1 / М.А.Абдулкадыров, А.П.Семенов, А.С.Савельев н др. // Оптический журнал. - 1992. - № 10. - С. 60-62.

4. Автоматизированная система для формообразования и доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей произвольной конфигурации / М.А.Абдулкадыров, А.П.Семенов, Ю.А.Шаров и др. // Оптический журнап. - 1997. -№2. - С. 107-110.

5. Автоматизированное производство крупногабаритной астрономической и космической оппжи / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Оптический журнал. - 1999. - № I. - С. 80-84.

6. А.С. №1563946 (СССР). Способ обработки крупногабаритных оптических деталей / М.А.Абдулкадыров, В.А.Горшков, А.С.Савельев и др. // Огкрытия. Изобретения.... - 1990. -№ 18.

7. А.С. №1577942 (СССР). Способ обработки поверхностей оптических деталей/ М.А.Абдулкадыров, В.А.Горшков, А.С.Савельев и др. // Открытия. Изобретения.... - 1990. -№ 26.

8 А.С. №1650395 (СССР). Способ формообразования поверхностей крупно-габаритных оптических деталей малым инструментом / М.А.Абдулкадыров, А.П.Семенов, А.С.Савельев и дрЛ Открытия. Изобретения.... - 1991. - № 19.

9. Пат. 2243876 (Россия), МПК7 В24В 13/06: Способ обработки асферической поверхности составного зеркала / ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла»; М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, В.В.Румянцев, А.П.Семенов // Б.И. - 2005. - № 1.

10. Non-traditional technologies to fabricate lightweighted astronomical mirrors with high stability of surface shape / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.N.Ignatov etc. // Proceedings of SI'IE. -1999. - V. 3786. - P. 468-473.

U. Manufacturing of primary mirrors from Sitall CO-115M for European projects TTL. NOA and VST / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.N.Ignatov etc. // Proceedings of SPIE. -

2001.-V. 4451.-P. 131-137.

12. Manufacturing of secondary mirrors from Sitall CO-115M for European projects TTL, NOA and VST / M.A.Abdulkadyrov, A.P.Semenov, S.P.Belousov etc. // Proceedings of SPIE. - 2001. - V. 4451,-P. 138-144.

13. Interference Test Procedures for Telescopic Mirrors / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.N.Ignatov etc. // Proceedings of SPIE. - 2003. - V. 5252. - P. 46-54.

14. Fabrication of blanks, figuring, polishing and testing of segmented astronomic mirrors for SALT Technical Digest. - Rochester (USA), 2005. -TD 03. - P. 24-27.

15. GRANTECAN telescope M3 mirror manufacturing / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, V.E.Patrikeev etc.// Optifab 2005: Technical Digest. - Rochester (USA), 2005. - TD 03. - P. 106109.

16. Заготовки дм я астрономической оптики из оптического ситалла СО-115М / М.А.Абдулкадыров, С.И.Аннушкин, В.М.Герасимов и др. // Формообразование оптических поверхностей. Труды международной академии «Контенант». - 2005. - Т. 2. - С. 105-113.

Подписано к печати 27.10.2008. Заказ № 240. Объём 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Типография ОАО ЛЗОС. Адрес: 140080, г. Лыткарино Московской области, ул. Парковая, д. 1.

Введение.

Глава 1. Анализ управляемых методов формообразования крупногабаритных асферических поверхностей оптических деталей.

1.1. Методы и сиЬтемы изготовления крупногабаритных оптических деталей.

1.2. Методы и средства контроля, устройства разгрузки и качество стекла крупногабаритных оптических деталей.

1.3. Процесс «финишной» доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей.

Выводы по главе

Глава 2. Управление процессом формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей.

2.1. Оптимизация параметра управления и обоснование кинематической схемы автоматизированной системы формообразования.

2.2. Автоматизированная обработка интерферограмм.

2.3. Методики определения технологических параметров процесса полирования

2.4. Алгоритмическая модель (АлгртмМ) итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Анализ погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей.

3.1. Погрешности интерференционного контроля формы оптической детали

3.2. Погрешности технологического цикла.

3.3. Анализ деформаций поверхностей обрабатываемых деталей и схем базирования высокоточных крупногабаритных оптических деталей (ВКОД). по

Выводы по главе 3.

Глава 4. Изготовление и экспериментальные исследования высокоточных крупногабаритных оптических деталей на основе созданной автоматизированной системы формообразования

4.1. Экспериментальное определение технологической постоянной и профиля съёма под инструментом.

4.2. Изготовление и экспериментальные исследования крупногабаритных асферических зеркал, изготавливаемых на основе методики автоматизированного формообразования оптических поверхностей.

4.3. Крупногабаритные плоские, сферические и асферические зеркала, изготовленные в рамках комплекса международных проектов.

Выводы по главе 4.

В настоящее время благодаря разработке новейших высокоточных асферических крупногабаритных оптических деталей, предназначенных для систем наземного и космического базирования, получены принципиально новые научно-технические результаты в области астрономических и космических исследований. Такие системы обеспечивают высококачественное изображение наблюдаемого объекта, в предельном случае - дифракционного качества [1,2]. Это соответствует отклонению волнового фронта, формируемого системой по среднеквадрати-ческому критерию равному X/14 (критерий Марешаля) [3]. Наибольшее влияние на формируемое изображение оказывает качество поверхности изготавливаемых оптических деталей, которое определяется среднеквадратическим отклонением (СКО) формы оцениваемой поверхности от ближайшей поверхности сравнения и размахом полной ошибки (обозначаемым Р - V). Вышеуказанное является причиной резкого возрастания требований к качеству поверхности, в частности, для многокомпонентных оптических систем, имеющих диаметры от 500 до 4000 мм, среднеквадратическое отклонение о = Я/60.ЛУ30.

Дополнительно возрастают габариты оптических деталей. В последнее время в ряде стран уже изготовлено несколько монолитных 8-ми метровых зеркал [4 — 6], составных 10. 11 метровых зеркал [7] и ведутся работы по созданию адаптивных телескопов, имеющих составные главные зеркала диаметром 42 м и 30 м [8,9], рабочие части которых представляют собой сферические и асферические поверхности. Кроме зеркал классической круглой формы в настоящее время изготавливаются крупногабаритные асферические зеркала с произвольной внешней конфигурацией и видом внутреннего отверстия. Это приводит к усложнению конструкции оптических деталей.

Для уменьшения массы крупногабаритных оптических деталей переходят к изготовлению облегченных зеркал, ведутся работы по созданию тонких и сверхтонких активных и адаптивных зеркал, в которых стремятся к максимальному уменьшению их деформаций при сохранении высокого разрешения. При этом наряду с традиционными материалами, используемыми в оптическом производстве оптические стекла, ситалл, сервит, церодур, кварц, ULE и др.), все более широкое применение находят нетрадиционные материалы (кремний, карбид кремния, бериллий и т. д.) [10 - 15].

Задача изготовления асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей решается с помощью четырёх основных способов формообразования [16]:

• пластического изменения формы заготовки;

• использования упругих свойств материала заготовки;

• нанесения на базовую поверхность заготовки дополнительного слоя вещества;

• непосредственной обработки поверхности заготовки с целью удаления избыточного слоя материала.

Эти способы формообразования поверхностей обладают рядом преимуществ и недостатков. Поэтому применение каждого из них определяется соответствующими требованиями при изготовлении деталей. При этом в настоящее время эффективность способа получения высокоточных асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей определяется, прежде всего, возможностью автоматизации способа формообразования.

В частности, оптимальный способ автоматизированного нанесения на базовую поверхность заготовки дополнительного слоя вещества представляет собой вакуумную асферизацию поверхностей оптических деталей [17].

На практике особое значение имеет четвёртый способ непосредственной автоматизированной обработки поверхности заготовки, с помощью которого осуществляется удаление избыточного слоя материала. В рамках этого способа выделяют следующие три подметода автоматизированной обработки поверхности заготовки: о ионно-лучевую обработку поверхности детали малым ионным пучком [18 — 20]; о алмазное точение поверхностей зеркал из нетрадиционных материалов [21 — 23]; о абразивную обработку поверхности детали [24].

В настоящее время разработка автоматизированных технологических комплексов, основанных на абразивной обработке поверхности детали и алмазном точении зеркал, как в нашей стране, так и за рубежом обходится гораздо дешевле, чем создание и эксплуатация вакуумных установок при асферизации и ионно-лучевой обработке для оптических деталей такого же диаметра. Так как алмазное точение поверхностей деталей применимо только для зеркал, изготавливаемых из нетрадиционных материалов (например металлических зеркал), то наиболее эффективным и экономичным автоматизированным методом получения высокоточных асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей является непосредственная абразивная обработка заготовки [25,26]. При этом оптическая деталь обрабатывается малым инструментом, диаметр которого не превышает 1/3 диаметра детали. Сам инструмент как рабочий элемент управляемого автоматизированного комплекса перемещается по заданной траектории.

Задача получения высококачественных поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей при использовании классической технологии формообразования, основанной на методе проб и ошибок, а также интуиции профессионала-оптика весьма проблематична, а её решение непредсказуемо по времени. Вследствие этого трудоёмкость изготовления современных высокоточных оптических деталей чрезвычайно велика. Особенно трудоёмкими являются операции окончательной доводки поверхности, которые составляют 70.80% от общей трудоёмкости изготовления деталей. Иначе говоря, классические методы формообразования уже не могут в полной мере обеспечить получение требуемого в настоящее время качества оптических поверхностей различного класса.

Кардинальной мерой в решении стоящей перед оптической отраслью задачи получения высококачественных поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей является создание технологического комплекса для формообразования и точной доводки поверхностей таких деталей автоматизированным способом. В основе разработки автоматизированного процесса формообразования оптических поверхностей лежат работы зарубежных авторов: Aspden R., Jones R.A., Angel R. и Martin H.M. В России по вопросу разработки комплекса, реализующего автоматизированный процесс формообразования с использованием специального оборудования, контрольно-юстировочных приборов и оснастки, известны работы Семибратова М.Н., Заказнова Н.П., Штанделя С.К., Лысянного Ю.К., Витриченко Э.А., Горшкова В.А., Савельева А.С., Сеника Б.Н. и др.

В рамках такого комплекса эффективность способа получения высокоточных асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей определяется, прежде всего, возможностью автоматизации способа формообразования. При этом в настоящее время целенаправленный управляемый процесс доводки поверхности до высокого качества на основе программно-математического обеспечения позволяет исследовать особенности поведения материала заготовок и деформационно-тепловые эффекты, возникающие в процессах обработки, транспортировки и установки детали в схему контроля. В результате перехода к современной автоматизированной технологии формообразования осуществляется уход от интуиции профессионала-оптика и возникает возможность достижения высокой производительности операции финишной доводки оптических деталей различной формы, типоразмеров и конфигурации. Поэтому задача разработки и исследования автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей является актуальной.

Цель работы

Цель работы - построение элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей, разработка на этой основе управляемого технологического процесса в виде совокупности технологических приёмов и создание программно-математического обеспечения для проведения процесса формообразования и высокоточной автоматизированной доводки поверхностей.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

1. Анализ современного состояния проблемы формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей и исследование существующих управляемых методов формообразования и доводки.

2. Сравнение исходных факторов, влияющих на процесс формообразования с целью идентификации оптимальных параметров управления, схем контроля, устройств базирования и выбора высококачественных стёкол для изготавливаемых деталей в рамках технологического цикла, в основе которого лежит метод последовательных приближений.

3. Формулировка требований к методам контроля и выделение кардинальных факторов, идентифицирующих рациональный метод контроля, которому принадлежит главенствующая роль в получении окончательного положительного результата в процессе автоматизированного формообразования.

4. Идентификация оптимального параметра управления процессом автоматизированного формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей и построение функциональной схемы процесса формообразования.

5. Анализ схемных модельных представлений разрабатываемой автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Построение структурно-функциональной схемы системы, задающей главные факторы процесса полирования, которые определяют погрешности формы изделия в результате съёма материала, и идентификация на её основе кинематической схемы.

6. Формирование математического прообраза синтезируемой системы, который включает в себя алгоритм автоматизированной обработки интерферограмм на ЭВМ, идентифицирует «точечность» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков и содержит геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструментов.

7. Разработка методик определения технологических параметров процесса полирования с целью точного прогнозирования формы обрабатываемой поверхности. В рамках этих методик должно быть рассмотрено использование создаваемой технологии для полировальников любой конфигурации и типоразмера.

8. Построение ансамбля алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей. Определение в результате такого расчёта суммарного отклонения поверхности после ряда итераций, а также вычисление полного времени обработки каждой элементарной площадки в результате постепенного увеличения съёма. Обоснование адекватности создаваемого ансамбля алгоритмических моделей.

9. Анализ погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей. Идентификация исходных типов погрешностей, влияющих на результаты процесса автоматизированного формообразования и выделение погрешностей интерференционного контроля формы оптической детали, погрешностей технологического цикла и погрешностей, вносимых средствами разгрузки детали в процессе контроля и обработки.

10. Проектирование, изготовление и исследование на основе разрабатываемых модельных представлений автоматизированного технологического комплекса с программным управлением для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом. Разработка методики экспериментального определения параметров технологического процесса и анализ функциональных связей отдельных элементов автоматизированной системы формообразования.

11. Идентификация банка данных изготовленных зеркал в виде совокупности основных параметров.

12. Внедрение научных и прикладных результатов в технологический процесс изготовления крупногабаритных оптических деталей.

Научная новизна Научная новизна работы заключается в следующем: построены элементы теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей, которые включают в себя формирование математического прообраза синтезируемой системы, выделение кардинальных факторов, идентифицирующих введение рационального метода контроля и задание оптимального временного управляющего параметра; разработан управляемый технологический процесс формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей в виде совокупности технологических приёмов на основе метода последовательных приближений, обеспечивающий в пределе идеальную форму рабочей поверхности оптической детали; идентифицирован ансамбль алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей, на основе которых рассчитывается целенаправленный съём материала. Обоснована адекватность созданного ансамбля моделей; создана методика расчёта параметров сеанса автоматизированной доводки оптической поверхности с целью передачи полученных данных о траектории движения и скорости перемещения инструмента в автоматизированную систему управления; построен восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки ин-терферограмм с целью построения подробной топограммы поверхности детали по результатам интерференционного контроля. Он лежит в основе расчёта сеанса автоматизированной доводки при наличии надежных и достоверных средств контроля и разгрузки оптической детали;

У идентифицирована «точечность» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков и построены геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструментов. На основе мультиточечного подхода вычисляется суммарное отклонение поверхности после ряда итераций и рассчитывается полное время обработки элементарной площадки детали в результате постепенного увеличения съёма; разработаны методы определения и корректировки технологических параметров обработки поверхностей оптических деталей, позволяющие сократить время обработки детали и ускорить процесс сходимости автоматизированного технологического процесса; впервые построены кардинальные классы, главные когорты и основные семейства погрешностей интерференционного контроля и технологического цикла доводки оптических поверхностей. Идентифицированы систематические и случайные погрешности в рамках приборных, методических и технологических погрешностей.

Научные положения, выносимые на защиту Создание элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей, на основе которых спроектирован, изготовлен и исследован автоматизированный технологический комплекс с программным управлением, позволяет вынести на защиту следующие новые положения и результаты:

1. Новая методика разработки управляемого технологического процесса формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей в виде совокупности технологических приёмов на основе метода последовательных приближений, обеспечивающего в пределе идеальную форму рабочей поверхности оптической детали.

2. Ранее не существовавший математический прообраз автоматизированной системы формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей на основе выделения кардинальных факторов, идентифицирующих введение рационального метода контроля и задание оптимального временного управляющего параметра.

3. Принципиально новый ансамбль алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей, на основе которых рассчитывается целенаправленный съём материала, и обоснование адекватности созданного ансамбля моделей.

4. Новая методика расчёта и корректировки технологических параметров сеанса автоматизированной доводки оптической поверхности с целью передачи полученных данных о траектории движения и скорости перемещения инструмента в автоматизированную систему управления, позволяющая сократить время обработки детали и ускорить процесс сходимости автоматизированного технологического процесса.

5. Новый восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки интер-ферограмм с целью построения топограммы поверхности детали по результатам интерференционного контроля.

6. Новый мультиточечный подход к вычислению суммарного отклонения поверхности после ряда итераций и расчёту полного времени обработки элементарной площадки детали в результате постепенного увеличения съёма в рамках геометрических моделей трёхточечного, пятиточечного и семиточечного инструментов.

7. Систематика и анализ функциональных схем систем базирования и разгрузки оптических деталей в процессе обработки и контроля оптических поверхностей в рамках технологического цикла, обеспечивающие стабильную сходимость автоматизированного технологического процесса.

8. Ранее не существовавшие кардинальные классы, главные когорты и основные семейства погрешностей интерференционного контроля и технологического цикла доводки оптических поверхностей, на основе которых идентифицированы систематические и случайные погрешности в рамках приборных, методических и технологических погрешностей.

Практическая значимость и реализация результатов

Разработанные структурно-функциональные схемы, модели, алгоритмы, прикладные программы и методики расчёта и корректировки технологических параметров позволили создать под руководством автора технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей асферических крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом. Работоспособность и эффективность построенных элементов теории автоматизированных систем формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей продемонстрированы при изготовлении автором свыше 150 крупногабаритных асферических зеркал различного диаметра с произвольной внешней конфигурацией и разной асферичностью.

Результаты диссертации внедрены на предприятиях: ОАО «КМЗ», ОАО «ЛЗОС», ОАО «JIOMO им. Ленина», ФГУП «НИИКИ ОЭП». Акты о внедрении и использовании приложены к материалам диссертации.

Апробация работы

Материалы диссертационной работы докладывались па: Всесоюзном семинаре «Производство асферической оптики» (Москва, 1984); Всесоюзном семинаре «Изготовление оптических асферических деталей» (Москва, 1985); Международной конференции «Прикладная оптика - 96» (С-Петербург, 1996); Международной конференции «Optical Science, Engineering, and Instrumentation» (Денвер, США, 1999); Международной конференции «Optical Science, Engineering, and Instrumentation» (Сан-Диего, США, 2000); Международной конференции «Прикладная оптика - 2002» (С-Петербург, 2002); Международной конференции «2nd Backaskog Workshop on Extremely Large Telescopes» (Бакаског, Швеция, 2003); Международной конференции «Optical Systems Design 2003» (Сент-Этьен, Франция, 2003); Международной конференции «Астрономические телескопы и инструменты» (Глазго, Великобритания, 2004); Международной конференции «Optifab 2005: Technical Digest» (Нью-Йорк, США, 2005); Международная конференция «Астрономические телескопы и инструменты» (Марсель, Франция, 2008).

Публикации

Материалы диссертации опубликованы в 43-х научных работах, в том числе: в 13-ти статьях; в пяти АС и патентах на изобретения; в 18-ти тезисах докладов на международных НТК, а также изложены в 7 научно-технических отчётах по НИР.

Содержание работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, общих выводов и списка литературы.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что современное состояние проблемы формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей требует дальнейшего совершенствования технологического процесса обработки. Проведён анализ существующих автоматизированных систем обработки с различными управляемыми параметрами. Найдено, что наиболее эффективным является управление одним из трёх параметров: относительной скоростью перемещения инструмента, временем пребывания инструмента в зонах обработки или траекторией движения инструмента.

2. Проанализированы системы разгрузки и найдено, что наиболее эффективными устройствами разгрузки являются мембранно-пневматические торцевые оправы-спутники. Установлено, что разработка высокоэффективного автоматизированного технологического метода изготовления высокоточных крупногабаритных оптических деталей возможна только в рамках комплексного подхода к проблеме формообразования.

3. Проведён сравнительный анализ трёх основных технологических параметров: траектории движения инструмента по обрабатываемой поверхности, относительной скорости инструмента по заготовке и времени пребывания инструмента в зоне обработки. Найдено, что время пребывания инструмента в зонах обработки является оптимальным параметром управления процесса формообразования. Управление этим параметром позволяет вести обработку детали, во-первых, при использовании простого вида траектории движения инструмента, а во-вторых, при задании постоянной скорости в пределах рабочего диапазона скоростей. Показано, что такой режим управления задаёт оптимальный технологический процесс изготовления детали.

4. Построена структурно-функциональная схема, идентифицирующая факторы процесса полирования, которые определяют погрешности формы изделия в результате съёма материала. Выделены инструментальные, деформационные и настроечные факторы. Выработаны требования к кинематическим свойствам автоматизированной системы формообразования крупногабаритных асферических деталей и предложена кинематическая схема этой системы. Показано, что построенная схема позволяет распределять работу по съёму материала равномерно по всей обрабатываемой поверхности; обеспечить стабильный съём материала под инструментом за счёт только одного плоско-кругового движения, а следовательно, реализовать эквидистантный износ инструмента.

5. Разработан восьмиступенчатый алгоритм автоматизированной обработки ин-терферограмм на ЭВМ и приведена его структурная схема. Он служит для формирования исходных данных с целью последующего моделирования процесса формообразования оптических поверхностей. Идентифицировано восемь ступеней обработки: 1) формирование регулярного двумерного массива рабочих точек для расчёта съёма материала; 2) создание банка данных из координат центральных точек интерференционных полос; 3) вычисление параметров ближайшей сферы сравнения с помощью метода наименьших квадратов; 4) построение банка данных волновой аберрации с учётом радиуса сферы сравнения, наклона волнового фронта и дефокусировки; 5) определение СКО для волновой аберрации; 6) построение банка данных волновой аберрации на равномерной сетке в результате линейной локальной трёхточечной интерполяции; 7) нахождение банка данных волновой аберрации на равномерной сетке с учётом регулярных аберрационных погрешностей; 8) построение топографической карты (топограммы) контролируемой поверхности. На основании найденных значений волновой аберрации получены топограммы контролируемых асферических зеркал.

6. Для учёта неравномерности съёма проведена идентификация «/яинст X яинст -точечности» используемого инструмента в результате выделения на его поверхности набора элементарных квадратных участков. Построены геометрические модели трёхточечного и пятиточечного инструмента. Предложена инженерная методика определения припуска на обработку. Для проведения расчёта разработан программный комплекс AD1. Структурные схемы, идентифицирующие этапную связность и поведенческое наполнение созданного программного комплекса, приведены в приложении.

7. Создана методика определения среднего съёма материала с помощью предварительно отполированного технологического образца, на поверхности которого обрабатываются дополнительные локальные круговые зоны инструментом малого диаметра. Разработаны геометрические модели для идентификации интерференционных полос в локальных круговых зонах и получено матричное представление для отклонений центральной интерференционной полосы. Построены графики профиля удвоенного съёма в локальной круговой зоне и вычислен удвоенный средний съём в долях полосы.

8. Предложена методика определения средней технологической постоянной процесса полирования. Показано, что для её расчёта требуется знать скорость локальной обработки и удельное расчётное давление. Создана методика определения нормированного, локального нормированного и относительного локального нормированного среднего съёма для трёхточечного и пятиточечного инструментов. Построены нормированный и усреднённый нормированный графики профиля удвоенного съёма в локальной круговой зоне. Идентифицированы геометрические модели инструмента, задающие равные локальные интервалы съёма для трёхточечного и пятиточечного инструмента.

9. Разработан ансамбль алгоритмических моделей этапов итерационного процесса расчёта съёма материла при автоматизированном полировании оптических поверхностей. Показано, что целью итерационного процесса расчёта съёма является определение суммарного отклонения формы поверхности после р итераций, а также полного времени обработки в каждой элементарной площадке в результате постепенного увеличения съёма. Построена линейная алгоритмическая модель 1-го этапа итерационного съёма и проведена оценка её адекватности в результате сравнения полученной поверхности с ближайшей сферой сравнения с помощью СКО.

На основе метода математической индукции построена линейная алгоритмическая модель р-то этапа итерационного съёма. Проанализировано поведение трёхточечного, пятиточечного и семиточечного полировальников. Разработана линейная алгоритмическая модель суммарного съёма, целью которой является нахождение полного времени обработки в центральной области за все предыдущие р итерационных этапов.

10. Дана оценка адекватности ансамбля линейных алгоритмических моделей итерационного съёма. Введено понятие коэффициента адекватности Р как отношение суммарного реального съёма к суммарному предполагаемому съёму. Найдено, что при р = 1 созданный ансамбль моделей итерационного съёма адекватно описывает реальный процесс формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. Проведена коррекция технологического коэффициента относительного съёма, что позволило за счёт введения обратной связи повысить сходимость результатов математического моделирования процесса формообразования.

11. На основе ансамбля линейных алгоритмических моделей итерационного съёма с целью повышения общей производительности автоматизированных систем создан программный комплекс для ЭВМ, устанавливаемых непосредственно в помещении оптического цеха. Соответствующие структурные схемы программного комплекса AD1 приведены в Приложении.

12. Проведён анализ погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей. Идентифицированы три исходных типа погрешностей, влияющих на результаты процесса автоматизированного формообразования: погрешности интерференционного контроля формы оптической детали; погрешности технологического цикла; погрешности, вносимые средствами базирования и разгрузки детали в процессе контроля и обработки.

13. В рамках анализа первого типа погрешностей интерференционного контроля формы оптических деталей выделены три кардинальных класса: приборные, методические и погрешности нестабильности процесса контроля. Исследованы две главные когорты систематических и случайных погрешностей.

Рассмотрены четыре основных семейства когорты приборных систематических погрешностей: аберрационные погрешности; погрешности изготовления; погрешности из-за разгрузки контролируемой детали; погрешности измерения координат. Установлено, что основной приборной систематической погрешностью является погрешность, обусловленная аберрациями оптической системы интерферометра. Найдено, что аберрации приводят к нелинейным агомотетичным искажениям интерферограммы. Построен алгоритм, приводящий соответствующую топограмму к гомотетичному виду.

Исследованы два основных семейства когорты приборных случайных погрешностей: погрешности юстировки, как взаимного положения, так и относительного положения интерферометра и контролируемой детали. Показано, что взаимная погрешность юстировки не превышает Х/20, а относительная погрешность юстировки относительно контролируемой поверхности не превосходит Х/10.

Рассмотрено основное семейство когорты методических систематических погрешностей математической обработки интерферограмм. Исследована алгоритмическая составляющая методической погрешности контроля. Получено, что средняя погрешность составляет 0,212 X по P-V и 0,021 X по СКО, а максимальная погрешность равна 10%.

Изучены два основных семейства когорты методических случайных погрешностей: погрешности совмещения плоскости регистрации с выходным зрачком интерферометра и погрешности, обусловленные дискретным характером информации. Найдено, что первая погрешность для крупногабаритного зеркала с радиусом кривизны 10000 мм составляет 0,0 IX. Вторую погрешность можно уменьшить в результате обработки порядка 300. 1500 точек на интерферограмме.

Показано, что внутри третьего класса погрешностей, обусловленных нестабильностью процесса контроля, уменьшение случайной погрешности, можно достигнуть в результате устранения воздушных потоков, термостабилизации помещения, применения виброизоляции и усреднения результатов контроля по нескольким интерферограммам.

Таким образом, на основе анализа первого типа погрешностей интерференционного контроля формы оптических деталей получено, что основной вклад в суммарную погрешность контроля вносит семейство алгоритмических погрешностей. Идентифицировано, что для их уменьшения требуется разработка оптимального программного обеспечения.

14. Проведён анализ второго типа погрешностей технологического цикла, в рамках которого также выделены три кардинальных класса: приборные, методические и технологические погрешности. Детально исследована главная когорта систематических погрешностей.

Рассмотрены три основных семейства когорты приборных систематических погрешностей: погрешности времени пребывания инструмента в пределах элементарной площадки; погрешности давления и линейной скорости обработки и погрешности привязки интерферограммы к системе координат детали и станка. Показано, что в результате настройки следящей системы погрешностью линейной скорости перемещения инструмента, а следовательно, и погрешностью времени пребывания инструмента внутри площадки можно пренебречь. Найдены погрешности привязки интерферограммы к системе координат детали и станка. Показано, что, если погрешность совмещения расчётной системы координат с реальной не превышает 1/20. 1/10 диаметра наименьшего рабочего инструмента, т.е. не превышает 1/20. 1/10 шага интерполяции сетки топограммы, то погрешностью установки детали можно пренебречь.

Внутри когорты методических систематических погрешностей выделены два основных семейства: погрешности математического моделирования съёма и погрешности линейного перемещения инструмента при отработке времени пребывания. На основе статистической обработки получено, что при шаге итерации менее чем 1/100 P-V поверхности, погрешность обработки будет < 2.3 % от значения, полученного при математическом моделировании. Исследовано влияние погрешности, обусловленной отклонением линейной скорости перемещения инструмента от средней скорости обработки. Найдено, что расчётная погрешность средней величины суммарной скорости обработки составляет примерно 0,01%, так что погрешностью линейного перемещения инструмента по площадке при отработке времени пребывания можно пренебречь. В результате все методические систематические погрешности технологического цикла оцениваются величиной порядка 5%.

В рамках третьего класса технологических погрешностей выделены шесть основных семейств: нелинейность зависимости съёма от скорости и давления, погрешности выхода инструмента за край детали, погрешности неоднородности свойств стекла, погрешности деформации детали под действием инструмента, погрешности, обусловленные температурными факторами, а также флуктуации съёма и погрешности из-за притира и износа инструмента. Найдено, что основной технологической погрешностью обработки является погрешность, обусловленная флуктуациями съёма под инструментом из-за неоднородного распределения полирующей суспензии, неоднородности смолы полировальника, а также вариаций размеров пятна контакта полировальника с обрабатываемой деталью. Так как эта погрешность может достигать 30%, то основной задачей является стабилизация съёма под полировальником.

15. Проведён анализ третьего типа погрешностей, вносимых средствами базирования и разгрузки зеркала в процессе контроля и обработки. Исследованы пути стабилизации формы поверхности ВКОД и предложен комплексный подход решения проблемы стабилизации. Исследованы шесть вариантов схем базирования и разгрузки оптического зеркала. На основе метода конечных элементов рассчитаны деформации обрабатываемой детали в напряжённом состоянии с помощью программы ASTRO. Найдено, что наиболее рациональной является схема базирования и разгрузки на дискретных мембранно-пневматических опорах равной жесткости, для которой расчётные величины Р - V = 0,0511 и СКО = 0,0131.

Рассчитаны параметры системы «зеркало в устройстве базирования и разгрузки», в результате которого идентифицированы исходные данные: число опор и их расположение. Разработана документация на реализуемую вариацию конструкции оправы-спутника для технологической разгрузки и базирования зеркала с целью получения заданных параметров качества в процессе изготовления.

16. Таким образом, в диссертации проведён детальный анализ трёх исходных типов погрешностей процесса автоматизированного формообразования асферических высокоточных крупногабаритных оптических деталей: погрешности интерференционного контроля формы оптической детали; погрешности технологического цикла; погрешности, вносимые средствами базирования и разгрузки детали. Идентифицированы составляющие погрешностей процесса изготовления ВКОД, определены источники их возникновения и даны рекомендации по их уменьшению. В каждом исходном типе погрешностей выделены наиболее существенные погрешности процесса автоматизированного формообразования.

Показано, что основной погрешностью интерференционного контроля являются алгоритмические погрешности из-за аберраций оптической системы интерферометра. Они представляют собой агомотетичные искажения, приводящие к непропорциональному расположению точек зеркала вдоль радиуса относительно точек на радиусе интерферограммы. Найдено, что агомотетичную топограмму можно привести к гомотетичному виду, получаемому в результате подобного преобразования поверхности контролируемого зеркала.

Найдено, что определяющими погрешностями технологического цикла служат погрешности, вызванные флуктуациями съёма под инструментом. Так как эта погрешность может достигать 30%, то основной задачей является стабилизация съёма под полировальником.

Для устранения погрешностей базирования и разгрузки ВКОД предложена схема на дискретных мембранно-пневматических опорах равной жесткости.

17. Рассмотрены два этапа практического внедрения созданной технологии формообразования асферических крупногабаритных оптических деталей. На первом этапе экспериментально определены параметры технологического процесса и отработаны функциональные связи отдельных элементов автоматизированной системы формообразования.

18. С целью проведения расчётов параметров и характеристик процесса формообразования обрабатываемой поверхности на основе созданной в диссертации методики определено значение технологической постоянной и идентифицирован профиль съёма стекла на заготовках различных типоразмеров и разных марок стекла. Построены усреднённые нормированные графики профиля удвоенного съёма для трёхточечного и пятиточечного инструментов диаметром 70 мм и 90 мм. Графики использованы для идентификации нормированного локального и относительного локального среднего съёма.

19. Показано, что на втором этапе практического внедрения созданной автором управляемой системы формообразования высокоточных крупногабаритных оптических деталей (ВКОД) на Лыткаринском заводе оптического стекла выполнен цикл работ по изготовлению различных крупногабаритных асферических зеркал. Разработана методика автоматизированного формообразования оптических поверхностей, которая обеспечивает получение высококачественной рабочей поверхности зеркала. В основу методики, созданной в диссертации, положен процесс управления малым инструментом, который перемещается вдоль поверхности детали по траектории, заданной в декартовой системе координат. При этом минимизирована роль факторов, оказывающих влияние на процесс полировки, а усилие на инструмент и скорость обработки оставлены неизменными за счёт осцилляций малого инструмента с фиксированным эксцентриситетом. В результате решена задача высокоточной доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей в диапазоне диаметров 500.4000 мм с достижением СКО поверхности 0,01 A, aP-V меньше ОДА,.

20. Под руководством автора в ОАО «ЛЗОС» совместно с ГНПО «Оптика» создан технологический комплекс для формообразования и точной доводки поверхностей крупногабаритных оптических деталей автоматизированным способом. Разработано программно-математическое обеспечение автоматизированного комплекса, позволяющее исследовать особенности поведения материала заготовок и деформационно-тепловые эффекты, возникающие в процессах обработки, транспортировки и установки детали в схему контроля. Для контроля формы поверхности в реальном масштабе времени использована установка для автоматизированной обработки интерферограмм, которая позволила сократить время обработки интерфе-рограммы в 20. 100 раз по сравнению с ручной обработкой на координатно-измерительном микроскопе и одновременно увеличить число обрабатываемых точек на интерферограмме до 3000. .7000.

21. Получено экспериментальное подтверждение основных теоретических положений диссертации. На основе методики, созданной в диссертации, изготовлен ряд зеркал, в том числе три комплекта крупногабаритных гиперболических зеркал из ситалла СО-115М, используемые в качестве главных и вторичных зеркал телескопов трёх европейских TTL, NOA и VST-проектов. В результате изготовленные зеркала идентифицируют следующие выходные параметры трёх телескопов.

TTL-проект: В центральном кружке функции рассеяния с угловым размером < 0,2" сконцентрировано > 80% энергии.

NOA-проект: В центральном кружке функции рассеяния на оси с угловым размером < 0,35" сконцентрировано > 80% энергии как без коррекции, так и с коррекцией. Те же 80% энергии концентрируются в центральном кружке функции рассеяния с угловым размером < 0,5" при отклонении кружка от оси на 5' без коррекции и при отклонении от оси на 20' с коррекцией.

VST-проект: После устранения влияния наклона, дефокусировки и децентри-ровочной комы в центральном кружке функции рассеяния с угловым размером

0,30" сконцентрировано > 80% энергии. В свою очередь, после устранения влияния сферической аберрации, астигматизма, триангулярной комы и квадратичного астигматизма^ 80% энергии сконцентрировано в кружке с угловым размером 0,15".

22. Приведена итоговая таблица параметров, содержащая 40 позиций плоских, сферических и асферических зеркал телескопов диаметром до 4000 мм для фирм десяти различных стран, изготовленных на ОАО «ЛЗОС» в рамках созданной в диссертации методики. Получаемое СКО реальной формы поверхности от заданной формы лежит в пределах 0,01 A,, a P-V меньше ОДА,. Дана таблица параметров, содержащая четыре позиции зеркал телескопов, изготавливаемых в настоящее время. Указано на разработку серии зеркал 2-х, 3-х, 4-х метрового класса с повышенными требованиями к качеству изображения и значительно увеличенному полю зрения при сокращении габаритных размеров телескопа.

1. Wilson R.N. Reflecting Telescope Optics. V.l: Basic design theory and its Historical Development / Edit by I.Appenzeller. Berlin (Germany): Springer, 2000. - 543 p.

2. Wilson R.N. Reflecting Telescope Optics. V.2: Manufacture, testing, alignment, modern techniques / Edit by I.Appenzeller. Berlin (Gennany): Springer, 2001. - 554 p.

3. Борн M., Вольф Э. Основы оптики: Пер. с англ. / Под ред. Г.П.Мотулевич. -М.: Наука, 1970.-855 с.

4. Paranal science operations: miming the four 8m unit telescopes of ESO's VLT / G.Ma-thys, R.Gilmozzi, N.Hurtado et al.; P.J.Quinn, Editors // Proceedings of SPIE. 2002. -V. 4844.-P. 25-34.

5. Coating the 8-m Gemini telescopes with protected silver / M.Boccas, T.Vucina, C.Araya et al.; Eli Atad-Ettedgui, P.Dierickx, Editors // Proceedings of SPIE. 2004. - V. 5494. -P. 239-253.

6. First results from the Subaru AO system / W.Gaessler, H.Takami, N.Takato et al.; R.K.Tyson et al., Editors // Proceedings of SPIE. 2002. - V. 4494. - P. 30-40.

7. Performance of the W.M. Keck Observatory Natural Guide Star Adaptive Optic Facility: the first year at the telescope / P.L.Wizinowich, D.S.Acton, O.Lai et al.; P.L.Wizinowich, Editors // Proceedings of SPIE. 2000. - V. 4007. - P. 2-13.

8. Gilmozzi R., Spyromilio J. The 42m European ELT: status / R.Gilmozzi, Editors // Proceedings of SPIE. 2008. - V. 7012. - P. 468-479.

9. TMT telescope structure system: design and development progress report / K.Szeto, S.Roberts, M.Gedig et al.; L.M.Stepp; R.Gilmozzi, Editors // Proceedings of SPIE. -2008.-V. 7012.-P. 947-958.

10. Технология оптических деталей: Учебник / М.Н.Семибратова, В.Г.Зубаков, С.К.Штандель, С.М.Кузнецов. М: Машиностроение, 1978.-415 с.

11. Рябова Н.В., Захаренков В.Ф. Активная и адаптивная оптика в крупногабаритных телескопах // Оптический журнал. 1992. - № 6. - С. 5-32.

12. Valente Т.М. Scaling laws for light-weight optics // Proceedings of SPIE. 1990. -V. 1340.-P. 47-68.

13. Афанасьева Г.И., Горелик Б.Д., Французов В.Ф. Облегченные композиционные материалы для оптических элементов. М.: НТЦ «Информтехника», 1992. - Обзор №5532.-65 с.

14. Данченко Ю.В., Анциферов В.Н., Назаренко Н.А. Опыт изготовления облегченных зеркал из композиционного керамического материала // Оптический журнал. -1998.-№ 2-С. 88-90.

15. Любарский С.В. Зеркала из нетрадиционных для оптики материалов // Оптический журнал. 1996. - № 4. - С. 33-39.

16. Заказнов Н.П., Горелик В.В. Изготовление асферической оптики. М.: Машиностроение, 1985.-248 с.

17. Болыпанин А.Ф., Казаков Е.Н., Путилин Э.С. Получение осесимметричных поверхностей вакуумной асферизацией // Изготовление оптических асферических деталей: Тез. докл. Всесоюзного семинара. М., 1985. - С. 37-38.

18. Первеев А.Ф., Вишневская Л.В., Черезова Л.А. Ионная обработка оптических материалов и покрытий. М.: НТЦ «Информтехника», 1990. - 222 с.

19. Вишневская Л.В., Первеев А.Ф. Асферизация поверхностей методом ионной обработки // Оптический журнал. 1992. - № 11. - С. 17-23.

20. Ионно-лучевое формообразование прецизионных оптических поверхностей программно позиционируемым ионным пучком малого диаметра / А.П.Богданов,

21. B.А.Душкин, А.Н.Михайлова, А.А.Кузьмин // Оптический журнал. 1994. — № 6.1. C.55-59

22. Алмазное точение в производстве оптических деталей / Л.В.Попов, С.В.Любарский, В.Г.Соболев, Шевцов С.Е. // Оптико-механическая промышленность. 1990. -№ 11.-С. 12-17.

23. Шевцов С.Е. Алмазное точение в производстве современных высокоточных элементов инфракрасных оптических систем // Оптический журнал. 2004. - № 12. -С.20-23.

24. Семибратов М.Н. Создание управляемых процессов шлифовки и полировки оптических поверхностей // Оптико-механическая промышленность. — 1958. № 9. -С. 37-42.

25. Витриченко Э.А., Прохоров A.M., Трушин Е.В. Основные принципы автоматизации процессов формообразования астрономической оптики // Оптико-механическая промышленность. 1978. - № 11. - С. 42-45.

26. Витриченко Э.А., Прохоров A.M. Трушин Е.В. Методы изготовления астрономической оптики. -М.: Наука, 1980. 196 с.

27. Preston F.W. The Theory and Design of Plate Glass Polishing // Journal of the Society of Glass Technology. 1927. - V. 11, № 42. - P. 214-256.

28. Дворников A.JI., Медведев A.M., Рудь В.Г., Семибратов М.Н. Обобщение результатов испытаний, проведённых на станке ШПУ-300 // Оптико-механическая промышленность. 1960. - № 11. - С. 4-8.

29. А.С. 218687 (СССР). Многоэлементный инструмент для шлифования и полирования оптических деталей / О.Г.Карлин, А.Г.Хуснутдинов // Б.И. — 1968 № 17.

30. А.С. 284643 (СССР). Многоэлементный инструмент / А.Г.Хуснутдинов, О.Г.Кар-лин // Б.И. — 1970. — № 32.

31. А.С. 370014 (СССР). Многоэлементный инструмент / А.Г.Хуснутдинов // Б.И. -1973.-№ 11.

32. Михнев Р.А., Штандель С.К. Оборудование оптических цехов. М.: Машиностроение, 1991.-448 с.

33. Лысянный Ю.К. Эквидистантное формообразование оптической поверхности инструментом малого размера // Оптико-механическая промышленность. — 1972. -№7.-С. 5-8.

34. Лысянный Ю.К. Программированное формообразование осесимметричной несферической оптической поверхности инструментом малого размера // Оптико-механическая промышленность. 1974. - № 5. - С. 21-25.

35. Лысянный Ю.К., Хохленков Л.Н., Прохорчик С.М. Разработка технологий и оборудования для изготовления оптических деталей с асферическими поверхностями

36. Оптико-механическая промышленность. 1994. - № 6. - С. 62-64.

37. Абдулкадыров М.А., Асадулин P.P., Семенов А.П. Опыт эксплуатации автоматизированного комплекса на базе станка СПА-1500 и ЭВМ «Электроника-100И» // Производство асферической оптики: Тез. докл. Всесоюзного семинара. М.,1984.-С. 44-48.

38. Абдулкадыров М.А., Катагаров Ф.К., Семенов А.П. Математическое обеспечение комплекса автоматизированной обработки оптических деталей // Производство асферической оптики: Тез. докл. Всесоюзного семинара. М., 1984. - С. 39-43.

39. Абдулкадыров М.А., Савельев А.С., Семенов А.П. Автоматизированная обработка оптических поверхностей малым инструментом на станках серии АД // Изготовление оптических асферических деталей: Тез. докл. Всесоюзного семинара. — М.,1985.-С. 7-10.

40. Абдулкадыров М.А., Асадулин P.P., Семенов А.П. Автоматизированное формообразование асферических поверхностей малым инструментом // Изготовление оптических асферических деталей: Тез. докл. Всесоюзного семинара. — М., 1985. -С. 15-17.

41. Программа для автоматизированной доводки крупногабаритных оптических деталей малым инструментом / М. А .Абдулкадыров, А.С.Савельев, А.П.Семенов и др. // Оптико-механическая промышленность. 1985. - № 10. - С. 35-37.

42. Результаты испытаний автоматизированной системы доводки оптических поверхностей / В.А.Бесецкий, Э.А.Витриченко, К.В.Грошев и др. // Оптико-механическая промышленность. 1982. - № 2. - С. 33-35.

43. Первые результаты двухкоординатной обработки оптической поверхности с помощью ЭВМ / Э.А.Витриченко, В.В.Горелик, О.А.Евсеев и др. // Докл. АН СССР. -1982.-Т. 265,№2.-С. 181-184.

44. Качалов Н.Н. Технология шлифовки и полировки листового стекла. М.: Изд-во1. АН СССР, 1958.-382 с.

45. Aspden R., McDonough R., Nitchie F.R. Computer Assisted Optical Surfacing // Applied Optics. 1972. -V. 11, № 12. - P. 2739-2747.

46. Jones R.A. Optimization of Computer Controlled Polishing // Applied Optics. 1977. -V. 16, №1.- P. 218-224.

47. Jones R.A. Fabrication Using the Computer Controlled Polisher // Applied Optics. -1978.-V. 17, № 12.-P. 1889-1892.

48. Jones R.A. Computer Controlled Polisher Demonstration // Applied Optics. 1980. -V. 19, № 12. - P. 2072-2076.

49. Jones R.A. Segmented Mirror Polishing Experiment // Applied Optics. 1982. - V. 21, №3.-P. 561-564.

50. Jones R.A. Computer-Controlled Polishing of Telescope Mirror Segments // Optical Engineering. 1983. - V. 22, № 2. - P. 236-240.

51. Пуряев Д.Т. Методы контроля оптических асферических поверхностей. М.: Машиностроение, 1976. - 262 с.

52. Креопалова Г.В., Лазарева Н.Л., Пуряев Д.Т. Оптические измерения: Учебное пособие / Под общ. ред. Д.Т.Пуряева. М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.

53. А.С. 935704 (СССР). Способ контроля формы поверхности крупногабаритных оптических деталей на неравноплечем лазерном интерферометре / В.А. Горшков, Д.Т. Пуряев, Е.И. Лозбенев и др. // Б.И. 1982. - № 22.

54. Interference Test Procedures for Telescopic Mirrors / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2003. - V. 5252. - P. 46-54.

55. Пуряев Д.Т., Кулакова H.H. Интерференционный контроль высокоапертурной асферической поверхности сложной формы // Оптико-механическая промышленность. 1989. -№ 9. - С. 57-59.

56. Кривовяз Л.М., Пуряев Д.Т., Знаменская М.А. Практика оптической измерительной лаборатории. М: Машиностроение, 1974. - С. 113-116.

57. Михельсон Н.Н. Оптические телескопы: Теория и конструкция. М.: Наука, 1976. -510с.

58. Михельсон Н.Н. Оптика астрономических телескопов и методы её расчёта. — М.: Физико-математическая литература, 1995. 383 с.

59. Максутов Д.Д. Изготовление и исследование астрономической оптики. М.: Наука, 1984.-272 с.

60. Леонтьев А.А., Гузман В.Е. Конструкции устройств и методы технологической разгрузки крупногабаритных оптических деталей // Оптико-механическая промышленность. 1983. - № 11. - С. 54-59.

61. Леонтьев А.А., Сорокин О.В., Горшков В.А. Высокоточная гидравлическая разгрузка крупногабаритных зеркал в оправах-спутниках // Оптико-механическая промышленность. 1988. - № 7. - С. 38-40.

62. Сергиевский Л.В. Наладка и эксплуатация станков с устройствами ЧПУ. М: Машиностроение, 1981.- 240с.

63. Формообразование оптических поверхностей / Под ред. К.Г.Куманина. М.: Оборонив, 1962.-432 с.

64. Цеснек Л.С. Механика и микрофизика истирания поверхностей. М.: Машиностроение, 1979. - 264 с.

65. Устройства и элементы систем автоматического регулирования и управления / Под ред. В.В. Солодовникова- М.: Машиностроение, 1973. 679 с.

66. Воробьёва Л.Б., Окатов М.А. Исследование зависимости скорости сполировыва-ния стекла от основных технологических параметров процесса // Оптико-механическая промышленность. 1975. - № 3 - С. 46-49.

67. Справочник технолога-оптика / М.А.Окатов, Э.А.Антонов, А.Байгожин и др.; Под общ. ред. М.А.Окатова. СПб.: Политехника, 2004. - 656 с.

68. Оптический производственный контроль / Под ред. Д.Малакара. М: Машиностроение, 1985. - 400 с.

69. Optical Shop Testing, Second Edition / Edited by D. Malacara New York: A Wiley-Interscience Publication, 1992. - 773 p.

70. A.C. 1324829 (СССР). Способ формообразования оптических деталей / А.С.Савельев, А.П.Семенов, М.А.Абдулкадыров, В.А.Горшков // Б.И. 1987. - № 27.

71. А.С. 1577942 (СССР). Способ обработки поверхностей оптических деталей / М.А. Абдулкадыров, В.А.Горшков, А.С.Савельев, А.П.Семенов // Открытия.Изобрете-ния.- 1990.-№26.

72. А.С. 1650395 (СССР). Способ формообразования поверхностей крупногабаритных оптических деталей малым инструментом / А.П.Семенов, А.С. Савельев, М.А.А6-дулкадыров, В.А.Горшков // Открытия.Изобретения. 1991. — № 19.

73. Семенов А.П. Совершенствование программно-математического обеспечения AD1 для автоматизированной доводки оптических поверхностей // Товары народного потребления. 1990. - № 3. - С. 21-23.

74. Абдулкадыров М.А., Семенов А.П., Савельев А.С. Расчёт съёма материала при автоматизированном формообразовании поверхностей крупногабаритных оптических деталей по программе АД1 // Оптико-механическая промышленность. 1990. -№4.-С. 61-66.

75. Определение абсолютного съёма при автоматизированной доводке оптических поверхностей по программе AD1 / М.А.Абдулкадыров, А.П.Семенов, А.С.Савельев и др. // Оптический журнал. 1992. - № 10. - С. 60-62.

76. Семенов А.П., Савельев А.С. Программа управления формообразованием поверхностей крупногабаритных оптических деталей // Оптический журнал. 1995. -№6.-С. 62-65.

77. А.С. 1776544 (СССР). Способ формообразования поверхностей крупногабаритных оптических деталей / АЛ.Семенов, А.С.Савельев, В.А.Горшков // Открьггия.Изобретения. 1992. - № 43.

78. Определение коэффициента сполировывания стекла / А.С.Савельев, М.П.Максакова, А.П.Семенов и др.// Оптико-механическая промышленность. 1989. — № 9. - С. 32-34.

79. Семенов А.П., Савельев А.С. Расчёт траектории движения малого инструмента при автоматизированном формообразовании поверхностей оптических деталей // Оптический журнал. 1994. - № 6. - С. 21 -23.

80. А.С. 746232 (СССР). Компенсатор с нулевой апертурой для контроля формы поверхности астрономических зеркал крупных телескопов / Д.Т.Пуряев, Н.С.Шан-дин//Б.И.- 1980.-№25.

81. Абдулкадыров М.А., Савельев А.С., Семенов А.П. Анализ погрешностей автоматизированного формообразования оптических поверхностей на станках серии АД по программе АД1 // Оптико-механическая промышленность. 1990. -№ 1.-С. 51-53.

82. А.С. 1563946 (СССР). Способ обработки крупногабаритных оптических деталей / М.А.Абдулкадыров, В.А.Горшков, А.С.Савельев и др. // Открытия.Изобрете-ния.- 1990.-№ 18.

83. Ган М.А., Устинов С.И., Иванова И.В. Комплекс программ INTERF для обработки на ЭВМ интерферограмм при контроле оптических деталей и систем // Оптико-механическая промышленность. 1990. - № 11. - С. 68-72.

84. Лямин Ю.Б., Рябинин В.А. Автоматизирование доводочные станки модели АД // Оптико-механическая промышленность. 1987. - № 7. - С. 31-33.

85. Адаптивная оптика: Сборник статей / Под ред. Э.А.Витриченко М: Мир, 1980. -456 с.

86. Воронцов М.А., Шмальгаузен В.И. Принципы адаптивной оптики М.: Мир, 1980. -336 с.

87. Тараненко В.Г., Шанин О.И. Адаптивная оптика. М.: Радио и связь, 1990. - 112с.

88. Леонтьев А.А., Прокопьев В.И. Исследование нагружений и деформаций крупногабаритных облегчённых зеркал в процессе проектирования, изготовления и эксплуатации с помощью метода конечных элементов и ЭВМ. Обзор ЦНИИ информации. 1986. -№ 3935 - 67 с.

89. Смирнов В.Н. Определение гравитационной деформации зеркала при произвольном расположении его оси // Оптический журнал. — 1995. — № 10. С. 78-80.

90. Паймушин В.Н., Фирсов В.А. Оболочки из стекла. Расчёт напряжённо деформированного состояния. М: Машиностроения, 1993. - 208 с.

91. Норри Д., де Фриз Ж. Введение в метод конечных элементов. — М.: Мир, 1981. — 152 с.

92. Галлагер Р. Метод конечных элементов. Основы. М.: Мир, 1984. -428 с.

93. Kardestuncer Н., Horrie D.H. Finite element handbook. New York: McGraw-Hill 1987.-1424 p.

94. Хечумов P.A., Кепплер X., Прокопьев В.И. Применение метода конечных элементов к расчёту конструкций. М.: АСВ, 1994. -353 с.

95. Автоматизированная система для формообразования и доводки асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей произвольной конфигурации / МЛ.Абдулкадыров, А.П.Семенов, КХА.Шаров и др. // Оптический журнал. -1997.-№2.-С. 107-110.

96. Non-traditional technologies to fabricate lightweighted astronomical mirrors with high stability of surface shape / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 1999. -V. 3786. - P. 468-473.

97. Автоматизированный комплекс для производства крупногабаритной астрономической оптики / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Вселенная и мы. 1997. - № 3. - С. 48-50.

98. Автоматизированное производство крупногабаритной оптики наземного и космического базирования из стеклокерамики ситалл С0115М / М.А.Абдулкады-ров, С.П.Белоусов, АЛ.Семенов и др. // Сборник «Контенант». 2002. - Апрель. - С.10-14.

99. Автоматизированное производство крупногабаритной астрономической и космической оптики / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Оптический журнал. 1999. - № 1. - С. 80-84.

100. Computer-controlled manufacture of astronomical ground and aerospace-based optics / Abdulkadyrov M.A., Belousov S.P., Semenov A.P. et al. // Newsletter. 1999. - Issue 17.-P. 7-9.

101. Computer-controlled fabrication of large-size gr ound and space-based optics from glass ceramic Sitall CO-115M / A.P.Semenov, V.E.Patrikeev, A.V.Samuylov et al. // Proceedings of SPIE. 1999. - V. 3786. - P. 474-479.

102. Горшков B.A., Фомин O.H., Горлов C.H. Фотоэлектрический интерферометр для контроля формы поверхностей крупногабаритных оптических деталей // Оптико-механическая промышленность. 1986. -№ 10. - С. 31-34.

103. VST project: technical overview / D.Mancini, G.Sedmak, M.Brescia et al. // Proceedings of SPIE. 2000. - V. 4004. - P. 79-90.

104. Изготовление главных зеркал из ситалла CO-115М для европейских телескопов TTL, NOA и VST / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Прикладная оптика-2002: Тез. докл. международной конференции. С-Пб., 2002. - С. 46.

105. Manufacturing of primary mirrors from Sitall CO-115M for European projects TTL, NOA and VST / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2001. - V. 4451.-P. 131-137.

106. Изготовление вторичных зеркал из ситалла CO-115М для европейских телескопов TTL, NOA и VST / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Прикладная оптика-2002: Тез. докл. международной конференции. С-Пб., 2002.-С. 55.

107. Manufacturing of secondary mirrors from Sitall CO-115M for European projects TTL, NOA and VST / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2001. - V. 4451. - P.l 38-144.

108. Fabrication of blanks, figuring, polishing and testing of segmented astronomic mirrors for SALT and LAMOST project / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, A.P.Semenov et al.

109. Proceedings of SPIE. 2004. - V. 5494. - P.31-38.

110. Fabrication of blanks, figuring, polishing and testing of segmented astronomic mirrors for SALT and LAMOST project / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, A.P.Semenov et al. // Optifab 2005: Technical Digest. Rochester (USA), 2005. - TD 03. - P. 24-27.

111. Ml and M2 mirrors manufacturing for VISTA telescope / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2004. - V. 5494. - P. 374-3 81.

112. Ml and M2 mirrors manufacturing for VISTA telescope / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, A.P.Semenov et al. // Optifab 2005: Technical Digest. Rochester (USA), 2005. -TD 03. - P. 110-113.

113. GRANTECAN telescope M3 mirror manufacturing / M.A.Abdulkadyrov, A.NJgnatov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2004. - V. 5494. - P. 398-405.

114. GRANTECAN telescope M3 mirror manufacturing / M.A.Abdulkadyrov, A.N.Ignatov, A.P.Semenov et al. // Optifab 2005: Technical Digest. Rochester (USA), 2005. -TD 03. -P. 106-109.

115. Fabrication of blanks, figuring, polishing and testing of solid and segmented astronomical mirrors / M.A.Abdulkadyrov, S.P.Belousov, A.P.Semenov et al. // Proceedings of SPIE. 2003. - V. 5382. - P. 296-304.

116. Пат. 2243876 (Россия), МПК7 B24B 13/06: Способ обработки асферической поверхности составного зеркала / ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла»; М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, В.В.Румянцев, А.П.Семенов // Б.И. -2005. -№ 1.

117. Изготовление крупногабаритной оптики наземного и космического базирования / М.А.Абдулкадыров, С.П.Белоусов, А.П.Семенов и др. // Формообразование оптических поверхностей: Труды международной академии «Контенант». 2005. — Т. 1.-С. 171-209.

118. Заготовки для астрономической оптики из оптического ситалла СО-115М / М.А. Абдулкадыров, С.И.Аннупжин, А.П.Семенов и др. // Формообразование оптических поверхностей: Труды международной академии «Контенант». 2005. — Т. 2. -С. 105-113.