УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1994 года по МПК H01J37/305 

Изобретение относится к изготовлению прецизионных поверхностей с использованием ионно-лучевых установок и может быть использовано, в частности, при формообразовании оптических поверхностей изделий.

Целью изобретения является повышение точности обработки изделия.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для обработки оптических поверхностей изделий.

Устройство содержит вакуумную камеру 1, ионный источник 2 с приводом 3 перемещения, устройство 4 крепления обрабатываемого изделия 5 с приводом 6 вращения, обеспечивающим вращение обрабатываемого изделия вокруг оси симметрии, блок 7 управления, неподвижную мишень 8, закрепленную в держателе 9 мишени с минимально допустимым технологическим зазором от обрабатываемого изделия 5 так, что одна из поверхностей контрольной мишени 8 находится в одной плоскости с обрабатываемой поверхностью изделия 5, датчики 10, расположенные на рабочей поверхности мишени 8, блок питания 11 ионного источника 2, блок контроля 12 параметров ионного пучка. Датчики 10 соединены с входом блока контроля 12 параметров ионного пучка, выход блока контроля 12 соединен с входом блока 7 управления. Выходы блока управления соединены с приводом 6 вращения, приводом 3 перемещения, с входом блока питания 11 ионного источника, а выход блока питания соединен с ионным источником 2.

Изготовление неподвижной мишени из того же материала, что и обрабатываемое изделие, обеспечивает идентичность параметров ионного пучка при его взаимодействии с неподвижной мишенью в режиме измерения параметров пучка расположенными на поверхности мишени датчиками параметрам пучка при обработке поверхности изделия. Кроме того, в этом случае устраняется опасность загрязнения поверхности обрабатываемого изделия продуктами распыления инородных материалов при обработке краевых участков поверхности изделия с выходом части ионного пучка за край обрабатываемого изделия.

Устройство работает следующим образом.

В блок 7 управления вводят программу обработки, определяющую последовательность взаимных перемещений ионного источника 2 и обрабатываемого изделия 5, обеспечивающую необходимую обработку поверхности изделия 5 и заданное для данных режимов обработки распределение плотности ионного тока по сечению ионного пучка. По сигналам от блока 7 управления ионный источник 2 с помощью привода 3 перемещения приводится в положение, при котором ионный пучок бомбардирует поверхность неподвижной контрольной мишени 8 с расположенными на ней датчиками 10 и включается блок питания 11 ионного источника. При бомбардировке ионным пучком поверхности неподвижной мишени 8 датчики 10 вырабатывают электрические сигналы, соответствующие величине ионного тока в соответствующих точках сечения ионного пучка поверхностью мишени 8. Эти сигналы поступают в блок контроля 12 параметров ионного пучка, в котором преобразуются в электрический сигнал, соответствующий распределению плотности ионного тока по сечению ионного пучка поверхностью неподвижной мишени 8, поступающий в блок 7 управления. В блоке управления производится сравнение полученного распределения плотности ионного тока с заданным режимом обработки и в случае несовпадения распределений вырабатываются управляющие сигналы, поступающие в привод перемещения 3 и в блок питания 11 ионного источника. В соответствии с полученными сигналами осуществляется изменение распределения плотности тока в сечении ионного пучка за счет изменения расстояния между ионным источником 2 и мишенью 8 и изменения режимов работы ионного источника (расхода рабочего газа, тока разряда, ускоряющего напряжения и других параметров, определяемых конкретной конструкцией ионного источника) соответственно при установлении соответствия измеряемого распределения плотности ионного тока заданному. По сигналу от блока 7 управления ионный источник с помощью привода 3 перемещения переводится в положение обработки поверхности изделия, и далее осуществляется обработка изделия путем взаимного перемещения с помощью привода 3 перемещения ионного источника 2 и привода 6 вращения обрабатываемого изделия 5 в соответствии с программой обработки. Управление приводами 3 и 6 осуществляется сигналами от блока 7 управления. В процессе обработки могут осуществляться периодический контроль и корректировка распределения плотности ионного тока по сечению пучка путем кратковременного перевода ионного источника 2 в положение, соответствующее распылению контрольной мишени 8.

При обработке краевых участков поверхности изделия 5 по командам от блока 7 управления с помощью привода 3 перемещения ионный источник переводится в положение, при котором часть ионного пучка, не попадающая на поверхность обрабатываемого изделия 5, бомбардирует поверхность контрольной мишени 8. Обработка заданных участков поверхности изделия 5 обеспечивается поворотом изделия по сигналам от блока 7 управления с помощью привода 6 вращения, приводящим под ионный пучок последовательно определенные программой обработки участки поверхности изделия 5.

Данное устройство может быть реализовано на базе вакуумных камер серийных установок для нанесения тонких пленок (серии ВУ (СССР), А700, А1100 фирмы Leybоld-Heraeur (ФРГ) и малогабаритных ионных источников, например плазменных ускорителей типа СПД с соответствующим блоком питания. В качестве приводов перемещения целесообразно использовать шаговые двигатели типа ШД с блоками управления БУШ-1. В качестве датчиков используются датчики типа зондов Ленгмюра. Блок контроля параметров ионного пучка может быть выполнен на базе цифровых измерительных приборов, например, типа Ф 229. В качестве блока управления целесообразно использовать миниЭВМ серии СМ, предназначенные для применения в автоматизированных системах управления технологическими процессами.

Данное устройство обработки оптических поверхностей изделий позволяет за счет введения дополнительной мишени, закрепленной с минимально допустимым зазором от обрабатываемого изделия, уменьшить воздействие пучка на внутрикамерное технологическое оснащение и стенки вакуумной камеры, приводящее к загрязнению обрабатываемого изделия продуктами распыления указанных объектов. Кроме того, введение датчиков, расположенных на поверхности неподвижных мишени, и блоков управления и контроля параметров ионного пучка позволяет обеспечить установку заданных параметров пучка и их стабилизацию непосредственно в технологическом процессе обработки, что повышает точность и воспроизводимость технологического процесса.

Изобретение относится к изготовлению прецизионных поверхностей изделий и позволяет повысить точность обработки изделий. Поверхность обрабатываемого изделия (И) 5, установленного с возможностью вращения, сопряжена с рабочей поверхностью неподвижной мишени (М) 8. В блок 7 управления вводят программу обработки, обеспечивающую необходимую обработку И 5 и заданное распределение плотности ионного тока по сечению ионного пучка. Вначале бомбардировке подвергается М 8, где посредством датчиков 10 вырабатываются сигналы, соответствующие величине ионного тока в соответствующих точках сечения ионного пучка поверхностью М 8. Затем осуществляется обработка И 5 путем взаимного перемещения ионного источника 2 и привода 6 вращения И 5 в соответствии с программой обработки. При обработке краевых участков поверхности И 5 часть ионного пучка бомбардирует поверхность М 8. В этом случае устраняется опасность загрязнения И 5 продуктами распыления инородных материалов. Введение датчиков 10, расположенных на поверхности М 8, и блоков 7, 12 управления и контроля параметров ионного пучка позволяет обеспечить установку заданных параметров пучка и их стабилизацию непосредственно в технологическом процессе обработки. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗДЕЛИЙ, содержащее вакуумную камеру, ионный источник, блок питания, привод перемещения ионного источника, механизм крепления изделия, установленного с возможностью вращения, блок управления, выходы которого соединены с приводом вращения и приводом перемещения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки изделия, оно дополнительно снабжено неподвижной мишенью с расположенными на ее рабочей поверхности датчиками ионного тока, блоком контроля параметров ионного пучка, причем рабочая поверхность неподвижной мишени сопряжена с поверхностью обрабатываемого изделия, датчики соединены с входом блока контроля параметров ионного пучка, выход которого соединен с входом блока управления, а выход блока управления соединен с входом блока питания ионного источника, причем неподвижная мишень выполнена из материала обрабатываемого изделия.