[發明專利]一種基于數控加工中心的柱面鏡加工方法

有效

• 申請號: 201811593756.6
• 申請日: 2018-12-25
• 公開（公告）號: CN109648429B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 段有輝;馬峰亮;王元康;趙承波;木銳;楊偉聲;李建恒;鐘小聰
• 申請（專利權）人: 云南北方馳宏光電有限公司
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00
• 代理公司: 西安東靈通專利代理事務所(普通合伙) 61242
• 代理人: 朱玲

本發明公開了一種基于數控加工中心的柱面鏡加工方法，所用設備為可自由編程，能實現三軸聯動的數控加工中心，所述方法可以通過給定的非球面柱面鏡相關參數，運用非球面標準方程進行計算并得到加工軌跡，根據銑磨及拋光過程的不同，分別輸出銑磨及拋光程序，通過面型反饋補償、駐留時間調節，柱面鏡Z軸直母線方向隨機函數的引入來實現對非球面加工質量的提高。

技術領域

本發明涉及透光鏡加工技術領域，尤其涉及一種基于數控加工中心的柱面鏡加工方法。

背景技術

光學零件的加工因為對表面的光潔度有很高的要求，所以除了單點車削可加工的零件可以直接達到表面要求以外，其余的光學零件只經過銑磨過程是無法達到表面要求的，因此還需要拋光過程來使光學零件達到表面光潔度的要求。柱面鏡加工多采用貼擦法，使固定磨具作某一軸向或某兩個軸向的直線運動，此類方法得到的非球面面型不可控，具體表現為面型誤差大，表面光潔度差，仍保留較為清晰的拋光痕跡，成像效果差。

發明內容

為解決現有技術中，柱面鏡加工方法存在的面型誤差大、表面光潔度差、仍保留較為清晰的拋光痕跡、成像效果差的技術問題，本發明的技術方案如下：

本發明中的一種基于數控加工中心的柱面鏡加工方法，所用設備為可自由編程，能實現三軸聯動的數控加工中心，所述方法可以通過給定的非球面柱面鏡相關參數，運用非球面標準方程進行計算并得到加工軌跡，根據銑磨及拋光過程的不同，分別輸出銑磨及拋光程序，通過面型反饋補償、駐留時間調節，柱面鏡Z軸直母線方向隨機函數的引入來實現對非球面加工質量的提高。

所述方法輸出的柱面鏡拋光程序中引入Z軸作為柱面鏡的垂直母線，控制拋光軸在Z軸方向上做往復運動，完成拋光。所述方法輸出的柱面鏡拋光程序中Z軸運動軌跡引入隨機振動函數用以改善零件表面的拋光痕跡，提高表面質量。所述方法可以識別非球面曲線誤差參數，根據測量數據進行分析，既可對銑磨軌跡進行反饋修正，又可對拋光過程中的駐留時間變量進行調節，修正面型誤差。

具體而言，所述方法包括以下步驟：

步驟S01，根據給定的非球面頂點曲率半徑、圓錐系數、各次項系數，通過非球面標準方程，輸出一組由自變量及函數值組成的坐標點，自變量的變化為等間距，自變量的取值范圍由圖紙要求的加工口徑限定，所有這些坐標點連接在一起可以形成非球面曲線的近似軌跡，這些坐標點可以被加工中心識別，作為非球面準線的加工軌跡。同時在立柱面Z軸方向每次步進0.05mm～0.1mm的距離，直到整個夾具上的零件全部銑磨完成。通過調節步進距離的大小實現零件的粗磨和精磨。非球面標準方程如下：

其中C＝1/R，R為頂點曲率半徑，K為圓錐系數，Ai為各次項系數。

欲實現這些坐標點的輸出，采用做非球面軌跡的方法，實現X和Y方向軌跡，并在每完成一次銑磨軌跡后，采用垂直下刀的方法控制Z軸方向的運動。從而形成柱面鏡的形狀。

步驟S02，拋光過程也需重復上述S01步驟中的坐標點運算，但不同的是要使拋光軸在沿著非球面曲線的軌跡做往復運動的同時在Z軸也做限定值域的往復運動。在輸出拋光程序時，在立柱面Z軸方向上補充限定值域隨機振動函數把拋光軌跡徹底改為無序狀態。為實現上述拋光程序的輸出，采用非球面軌跡的方法，同時將Z軸做有限的直線運動，形成柱面鏡軌跡，同時為避免一些拋光疵病，在Z軸方向上補充隨機振動函數，函數關系為：振幅*隨機函數rnd()。