一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)中的優(yōu)化處理方法
【專利摘要】一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)的優(yōu)化處理方法，該方法包括下列步驟：①測量：將經(jīng)過超精密金剛鉆切削車床加工后的凸錐鏡送到Taylor?Hobson輪廓儀進(jìn)行檢測,給出4組或8組的測量數(shù)據(jù)的檢測數(shù)據(jù)文件；②數(shù)據(jù)處理：通過算法選擇每組數(shù)據(jù)中的特征值，然后以這些特征值為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)狀的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件；③將所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件輸入Zeeko七軸數(shù)控修正拋光中心的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件引導(dǎo)拋光工具對(duì)凸錐鏡進(jìn)行拋光達(dá)到鏡面光潔度。本發(fā)明只需要較少的幾組測量數(shù)據(jù),就可以使凸錐鏡的拋光達(dá)到鏡面光潔度的要求。
【專利說明】一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)中的優(yōu)化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超精密加工，具體是一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)中的優(yōu)化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的光學(xué)加工，對(duì)凸錐鏡測量-拋光的處理方法為:凸錐鏡經(jīng)精加工或拋光后送檢，檢測儀器給出一組過頂點(diǎn)的直線的測量數(shù)據(jù)(見圖1、圖2)，測量數(shù)據(jù)的大、小分別表示該測量點(diǎn)的加工效果，一般數(shù)值越趨向?yàn)镺越好，實(shí)際效果以拋光測量精度(pv值:是表面形貌的最大峰谷值)來衡量；然后根據(jù)錐體對(duì)稱的原理，拋光機(jī)僅根據(jù)這一組數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)錐面進(jìn)行拋光修正。
[0003]但從實(shí)際結(jié)果看，錐體表面的加工和拋光效果在不同的區(qū)域各不相同，僅憑借一組測量數(shù)據(jù)對(duì)凸錐鏡的整個(gè)表面進(jìn)行拋光指導(dǎo)，無論是從理論計(jì)算還是實(shí)際效果檢驗(yàn)，都是不夠理想的。
[0004]首先想到的是，由檢測儀器多測量幾組數(shù)據(jù)，取平均值對(duì)凸錐鏡的整個(gè)表面進(jìn)行拋光指導(dǎo)。但是除非有非常多組的測量數(shù)據(jù)，否則一般情況下平均值的指導(dǎo)在實(shí)際生產(chǎn)加工中效果不明顯。同時(shí)由于每測量一組數(shù)據(jù)都需要耗費(fèi)較多的時(shí)間，而且在超精密加工的條件下也不可能包羅所有的拋光點(diǎn)，其實(shí)拋光機(jī)也不接收太多組測量數(shù)據(jù)的指導(dǎo)，所以無限制的增加測量的數(shù)據(jù)組是不可行的。
[0005]經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，在超精密加工【技術(shù)領(lǐng)域】中公開發(fā)表并大致相關(guān)的論文有:“自由曲面透鏡型面誤差的壓力拋光修正”，《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)2000年第40卷第8期?！白詣?dòng)拋光凸區(qū)域上自由曲面的掃描路徑算法”，《清華大學(xué)學(xué)報(bào)》(自然科學(xué)版)2007年第47卷第5期。“一種基于錐鏡的光學(xué)非接觸位移測量的新方法”，《武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)》，2000年12月第22卷第6期。“精密和超精密加工技術(shù)的新發(fā)展”，《工具技術(shù)》，2006年第40卷N0.3?！皺C(jī)器人拋光自由曲面的軌跡優(yōu)化研究”，《科技咨詢導(dǎo)報(bào)》，2007年N0.11?！皣鴥?nèi)外精密加工技術(shù)最新進(jìn)展”，《工具技術(shù)》，2008年第42卷N0.10。“光學(xué)自由曲面計(jì)算機(jī)控制加工中的形面檢測研究”，《光學(xué)精密工程》，1999年6月第7卷第3期，自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(資助號(hào)59605020)。.“光學(xué)自由曲面的超精密加工技術(shù)及應(yīng)用”，《CMES2003年會(huì)專輯》?！肮鈱W(xué)晶體材料超精密拋光機(jī)理及加工工藝的研究”，《長春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文》，分類號(hào):TN305.2。“超聲波磁流變復(fù)合拋光關(guān)鍵技術(shù)研究”，《哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文》，國內(nèi)圖書分類號(hào):TG161，國際圖書分類號(hào):621.923。這些研究論文和方法中針對(duì)超精密加工過程中的凸錐鏡測量-拋光并不多，也找不到采用優(yōu)化處理進(jìn)行修正的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)的優(yōu)化處理方法，該方法只需要較少的幾組測量數(shù)據(jù)，就可以使凸錐鏡的拋光達(dá)到鏡面光潔度的要求。[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0008]一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)的優(yōu)化處理方法，其特點(diǎn)在于該方法包括下列步驟:
[0009]①測量:將經(jīng)過超精密金剛鉆切削車床加工后的凸錐鏡送到Taylor Hobson輪廓儀進(jìn)行檢測，Taylor Hobson輪廓儀給出4組或8組的測量數(shù)據(jù)的檢測數(shù)據(jù)文件包括:第一列為X軸坐標(biāo)點(diǎn)，第二列為y軸坐標(biāo)點(diǎn)，第三列稱之為處理余量，即理論上需要被拋光處理掉的厚度；
[0010]②數(shù)據(jù)處理:通過算法選擇每組數(shù)據(jù)中的特征值，然后以這些特征值為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)狀的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件；
[0011]③將所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件輸入Zeeko七軸數(shù)控修正拋光中心的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件引導(dǎo)拋光工具對(duì)凸錐鏡進(jìn)行拋光，使凸錐鏡在不改變面形精度的條件下達(dá)到鏡面光潔度。
[0012]所述的數(shù)據(jù)處理包括:
[0013]①計(jì)算特征值:若測量了 M組的測量數(shù)據(jù)(如4組或8組)，每組共有N個(gè)測量點(diǎn)(如500個(gè))，將這M組測量數(shù)據(jù)的測量精度(pv值)按數(shù)值大小排序，可以平均分成G (如2或3)個(gè)類別。然后數(shù)學(xué)的演算就是用一組列向量來表示測量數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)的優(yōu)化處理方法，其特征在于該方法包括下列步驟: ①測量:將經(jīng)過超精密金剛鉆切削車床加工后的凸錐鏡送到TaylorHobson輪廓儀進(jìn)行檢測，Taylor Hobson輪廓儀給出4組或8組的測量數(shù)據(jù)的檢測數(shù)據(jù)文件包括:第一列為X軸坐標(biāo)點(diǎn)，第二列為I軸坐標(biāo)點(diǎn)，第三列稱之為處理余量，即理論上需要被拋光處理掉的厚度； ②數(shù)據(jù)處理:通過算法選擇每組數(shù)據(jù)中的特征值，然后以這些特征值為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)狀的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件； ③將所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件輸入Zeek0七軸數(shù)控修正拋光中心的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)所述的三維地貌修正圖數(shù)據(jù)文件引導(dǎo)拋光工具對(duì)凸錐鏡進(jìn)行拋光，使凸錐鏡在不改變面形精度的條件下達(dá)到鏡面光潔度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統(tǒng)的優(yōu)化處理方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理包括: ①計(jì)算特征值:若測量了M組的測量數(shù)據(jù)(如4組或8組)，每組共有N個(gè)測量點(diǎn)(如500個(gè))，將這M組測量數(shù)據(jù)的測量精度(pv值)按數(shù)值大小排序，可以平均分成G (如2或3)個(gè)類別。然后數(shù)學(xué)的演算就是用一組列向量來表示測量數(shù)據(jù):
【文檔編號(hào)】B24B1/00GK103692295SQ201310681786
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】張俊, 顧亞平, 喬維明, 查雨 申請(qǐng)人:上?，F(xiàn)代先進(jìn)超精密制造中心有限公司