Um eine hochwertige Politur von Zinkoxids optischen Bauteilen zu erreichen, wurde eine theoretische Modellierung und experimentelle Untersuchung der robotergestützten Ultraschallpolitur durchgeführt. Es wurde ein theoretisches und technologisches System für die hochpräzise und effiziente Ultraschallunterstützte Politur von Zinkoxidmaterialien entwickelt. Zunächst wurde ein Kontaktmodell für das Schleifkorn-Werkstück im Prozess der robotergestützten Ultraschallpolitur aufgestellt, in dem die dreidimensionalen Bahnmerkmale des Schleifkorns unter der Wirkung der Ultraschallvibration kinematisch analysiert wurden. Anschließend wurde basierend auf der Preston-Materialentfernungs-Theorie das dynamische Druck- und relative Geschwindigkeitskomponenten erzeugt, um die Materialentfernungs-Funktion anzupassen. Es wurde ein Modell zur Materialentfernung bei Zinkoxid unter Berücksichtigung der Effekte der Hochfrequenzvibration entwickelt. Dann wurden Experimente zur ultraschallunterstützten Standpolitur durchgeführt, um den Einfluss des Vorpolierdrucks und der Spindeldrehzahl auf die Materialentfernungs-Tiefe (Material Removal Depth, MRD) und die Materialentfernungsrate (Material Removal Rate, MRR) von Zinkoxid zu untersuchen. Die Genauigkeit der modifizierten Entfernungs-Funktion wurde anhand experimenteller Daten validiert. Schließlich wurden Vergleichsexperimente zur planaren Ultraschall- und nicht-ultraschallgestützten Politur von Zinkoxid durchgeführt, bei denen die Formgenauigkeit und die Oberflächenrauheit vor und nach der Politur quantitativ analysiert wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass unter der robotergestützten Ultraschallpolitur die PV-Werte der Oberflächengenauigkeit und die Oberflächenrauheit S_a niedriger sind als bei nicht-ultraschallgestützter robotergestützter Politur. Unter dem Einfluss von Ultraschall wurde der Wert der Oberflächenrauheit S_a von 2,632 nm auf 1,782 nm reduziert, während der PV-Wert der Oberflächengenauigkeit von 0,206λ (Wellenlänge 632,8) auf 0,149λ gesenkt wurde. Die robotergestützte Ultraschallpoliertechnologie ist effektiver als die nicht-ultraschallgestützte Politur. Durch die kooperative Wirkung von Ultraschallvibration und Polierspur kann eine hochwertige Bearbeitung von Zinkoxid erreicht werden.

Roboterpolitur; Ultraschallunterstützte Politur; Zinkoxid; Entfernungs-Funktion; Oberflächenqualität