ロボット研磨工程におけるM-ZnSの材料除去モデルと最適なパラメータ組み合わせを研究し、M-ZnS光学素子の高精度・低コスト・大量生産化の製造方案を探求するために、有限要素法と数値シミュレーションを用いてM-ZnSのロボット研磨材料除去関数モデルを修正した。有限要素法に基づき、研磨盤の圧力分布モデルを構築し、曲線フィッティング法により圧力分布関数を得た。シミュレーションモデルと実験データの比較により、除去関数モデルと実験データの中心相対偏差が8％未満であり、修正除去関数モデルの有効性が確認された。次に、単一要因実験法により研磨の主要プロセスパラメータを最適化し、ロボット研磨M-ZnSの最適プロセスパラメータ組み合わせを得た。10 mmのアスファルト盤に対して、推奨圧力は0.12〜0.18 MPa、推奨回転速度比は200/-10〜200/-50 rpmである。最後に、修正された除去関数モデルと最適化されたプロセスパラメータを用いて100 mm口径のM-ZnS平面光学素子を研磨し、研磨前後の表面粗さと面形精度を測定・比較した。実験結果は、単一ホイール80.39分の研磨後、表面品質が明らかに向上し、素子の淡黄色が徐々に消え、透明材料として現れ、面形PVは0.668 μmから0.229 μmに低下し、収束率は65％、表面粗さS_aは7.911 nmから2.472 nmに低下し、収束率は68％であった。ロボット研磨技術はM-ZnS光学素子の効率的かつ高品質な加工の重要な手段と成り得る。

ロボット研磨; M-ZnS; 除去関数; プロセス最適化; 面形精度; 表面粗さ