[發明專利]一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統中的優化處理方法

有效

• 申請號: 201310681786.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103692295A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張俊;顧亞平;喬維明;查雨
• 申請（專利權）人: 上海現代先進超精密制造中心有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B49/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明屬于超精密加工，具體是一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統中的優化處理方法。?

背景技術

目前的光學加工，對凸錐鏡測量-拋光的處理方法為：凸錐鏡經精加工或拋光后送檢，檢測儀器給出一組過頂點的直線的測量數據（見圖1、圖2），測量數據的大、小分別表示該測量點的加工效果，一般數值越趨向為0越好，實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；然后根據錐體對稱的原理，拋光機僅根據這一組數據對整個錐面進行拋光修正。?

但從實際結果看，錐體表面的加工和拋光效果在不同的區域各不相同，僅憑借一組測量數據對凸錐鏡的整個表面進行拋光指導，無論是從理論計算還是實際效果檢驗，都是不夠理想的。?

首先想到的是，由檢測儀器多測量幾組數據，取平均值對凸錐鏡的整個表面進行拋光指導。但是除非有非常多組的測量數據，否則一般情況下平均值的指導在實際生產加工中效果不明顯。同時由于每測量一組數據都需要耗費較多的時間,而且在超精密加工的條件下也不可能包羅所有的拋光點，其實拋光機也不接收太多組測量數據的指導，所以無限制的增加測量的數據組是不可行的。?

經檢索發現，在超精密加工技術領域中公開發表并大致相關的論文有：“自由曲面透鏡型面誤差的壓力拋光修正”，《清華大學學報》（自然科學版）2000年第40卷第8期。“自動拋光凸區域上自由曲面的掃描路徑算法”，《清華大學學報》（自然科學版）2007年第47卷第5期。“一種基于錐鏡的光學非接觸位移測量的新方法”，《武漢汽車工業大學學報》，2000年12月第22卷第6期。“精密和超精密加工技術的新發展”，《工具技術》，2006年第40卷No.3。“機器人拋光自由曲面的軌跡優化研究”，《科技咨詢導報》，2007年No.11。“國內外精密加工技術最新進展”，《工具技術》，2008年第42卷No.10。“光學自由曲面計算機控制加工中的形面檢測研究”，《光學精密工程》，1999年6月第7卷第3期，自然科學基金資助項目（資助號?59605020）。.“光學自由曲面的超精密加工技術及應用”，《CMES2003年會專輯》。“光學晶體材料超精密拋光機理及加工工藝的研究”，《長春理工大學碩士學位論文》，分類號：TN305.2。“超聲波磁流變復合拋光關鍵技術研究”，《哈爾濱工業大學工學博士學位論文》，國內圖書分類號：TG161，國際圖書分類號：621.923。這些研究論文和方法中針對超精密加工過程中的凸錐鏡測量-拋光并不多，也找不到采用優化處理進行修正的方法。?

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統的優化處理方法，該方法只需要較少的幾組測量數據,就可以使凸錐鏡的拋光達到鏡面光潔度的要求。?

本發明的技術解決方案如下：?

一種超精密凸錐鏡測量-拋光修正系統的優化處理方法，其特點在于該方法包括下列步驟：?

①測量：將經過超精密金剛鉆切削車床加工后的凸錐鏡送到Taylor?Hobson輪廓儀進行檢測,Taylor?Hobson輪廓儀給出4組或8組的測量數據的檢測數據文件包括：第一列為x軸坐標點，第二列為y軸坐標點，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數據處理：通過算法選擇每組數據中的特征值，然后以這些特征值為基礎，通過構建一個網狀的三維地貌修正圖數據文件；?

③將所述的三維地貌修正圖數據文件輸入Zeeko七軸數控修正拋光中心的計算機，計算機根據所述的三維地貌修正圖數據文件引導拋光工具對凸錐鏡進行拋光,使凸錐鏡在不改變面形精度的條件下達到鏡面光潔度。?

所述的數據處理包括：?

①計算特征值：若測量了M組的測量數據（如4組或8組），每組共有N個測量點（如500個），將這M組測量數據的測量精度（pv值）按數值大小排序,可以平均分成G（如2或3）個類別。然后數學的演算就是用一組列向量來表示測量數據：?