气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103144004A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103144004103144004A(43)申请公布日2013.06.12(21)申请号201310095057.X(22)申请日2013.03.22(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李洪玉汪洪源张伟(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人杨立超(51)Int.Cl.B24B13/00(2006.01)B24B51/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法(57)摘要气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法，涉及一种气囊抛光元件加工过程中控制边缘精度的方法，属于光学加工领域。解决现有光学元件加工过程中为解决的“边缘效应”而造成破坏主面精度的风险大、成本高和效率低的问题。获取待加工元件对应材料的边缘区域去除函数；建立待加工元件边缘区域去除函数库；根据抛光路径的间隙m和抛光气囊的压缩量fi计算待加工元件边缘区域的宽度；提取相应的去除函数；设定边缘区域去除函数的驻留时间tn；对待加工元件进行边缘区域的误差轮廓预测计算，获得待加工元件边缘区域的面形误差；评估面形误差；获取待加工元件边缘位置响应的去除函数的驻留时间值，生成抛光文件，执行抛光过程。本发明可广泛应用于大口径观雪元件的边缘精度控制加工过程。CN103144004ACN1034ACN103144004A权利要求书1/2页1.气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤一：获取待加工元件对应材料的边缘区域去除函数；步骤二：根据步骤一获得的边缘区域去除函数建立待加工元件边缘区域去除函数库，所述边缘区域去除函数库为根据抛光气囊的压缩量fi和伸出量di一一对应的边缘区域去除函数；步骤三：根据抛光路径的间隙m和抛光气囊的压缩量fi计算待加工元件边缘区域的宽度；步骤四：根据步骤三获取的待加工元件边缘区域的宽度、抛光路径的间隙m、抛光气囊的压缩量fi和伸出量di从步骤二所述边缘区域去除函数库中提取相应的去除函数；所述提取的边缘区域去除函数为其中i＝1，2....n，(x，y)为抛光区域内点的坐标；步骤五：根据步骤四提取的边缘区域去除函数对待加工元件边缘设定边缘区域去除函数的驻留时间tn；所述驻留时间tn为抛光工具在待加工元件边缘区域所停留的时间；步骤六：根据材料去除叠加原理对待加工元件进行边缘区域的误差轮廓预测计算，获得待加工元件边缘区域的面形误差，即边缘区域误差分布的方均根值E；步骤七：评估步骤六获得的待加工元件边缘区域的面形误差是否达到加工要求；即设待加工元件边缘区域的面形误差的加工要求为A：如果E＜A，或E＝A，则进入步骤八；如果E＞A，则返回步骤五重新设定驻留时间；步骤八：获取待加工元件边缘位置响应的去除函数的驻留时间值，生成抛光文件，执行抛光过程。2.根据权利要求1所述的气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法，其特征在于步骤五中根据步骤四提取的对应的边缘区域去除函数对待加工元件边缘设定边缘区域去除函数的驻留时间的过程如下，其中该过程中边缘区域的误差分布为e0(x，y)edge，边缘区域误差分布的方均根值为E0：步骤五A：待加工元件边缘区域上的n个边缘区域去除函数设定驻留时间tn，i＝1，2....n；步骤五B：计算在步骤五A中的驻留时间下的边缘区域的误差分布e0(x，y)edge；步骤五C：计算步骤五B中待加工元件边缘区域误差分布的方均根值E0；E0＝RMS[e0(x，y)edge]步骤五D：设待加工元件边缘加工以前的误差为ε，计算残余误差σ；σ＝|E0-ε|步骤五E：优化驻留时间变量tn，使得步骤五D中的残余误差σ最小。3.根据权利要求1所述的气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法，其特征在于步骤六中根据材料去除叠加原理对待加工元件进行边缘区域的误差轮廓预测计算，获得待加工元件边缘区域的面形误差的方均根值E，其过程为：步骤六A：抛光路径的间隙m，待加工元件边缘区域有n个边缘区域去除函数其中i＝1，2....n；fi抛光气囊的压缩量，di为伸出量；那么待加工元件边缘区2CN103144004A权利要求书2/2页域的误差分布e(x，y)edge由如下公式计算：步骤六B：计算待加工元件边缘区域误差分布的方均根值EE＝RMS[e(x，y)edge]。3CN103144004A说明书1/4页气囊抛光加工大口径光学元件的边缘精度控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种气囊抛光元件加工过程中控制边缘精度的方法，属于光学加工领域。背