可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102794688102794688B(45)授权公告日2014.10.22(21)申请号201210285015.8EP1475187A2,2004.11.10,全文.JP特开2009-45720A,2009.03.05,全文.(22)申请日2012.08.10审查员晁永升(73)专利权人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人殷跃红姜振华洪海波徐勇王乾人(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220代理人郑立(51)Int.Cl.B24B13/00(2006.01)B24B49/02(2006.01)B24B49/18(2006.01)(56)对比文件CN1583364A,2005.02.23,全文.CN1986156A,2007.06.27,全文.权权利要求书3页利要求书3页说明书7页说明书7页附图2页附图2页(54)发明名称可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统(57)摘要一种可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统，包括磨床参数数据库模块、磨削工艺数据库模块、人机交互模块、约束条件构造模块，砂轮几何参数重构模块，虚拟轴生成模块，少轴轨迹规划与局部干涉检查模块，砂轮磨损预测与轨迹修正模块、少轴加工代码生成模块、工艺步骤与工艺参数生成模块、少轴超精密数控磨床执行模块、镜面质量检测模块、砂轮整形修锐模块。针对不同加工要求，可快速重构磨削工艺参数、砂轮几何参数、磨床主轴倾斜角度、砂轮运动轨迹以及加工代码，并对砂轮磨损进行预测补偿。本发明系统具有可加工光学镜面口径大、少轴、可重构、效率高、精度高、稳定性好、适应性强的特点。CN102794688BCN10279468BCN102794688B权利要求书1/3页1.一种可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统，其特征是，包括：磨床参数数据库模块，用于记录少轴超精密数控磨床的参数；磨削工艺数据库模块，用于记录磨削条件、使用的工艺参数、可达到的镜面质量；人机交互模块，用于接受用户的输入并显示系统运行的中间结果；约束条件构造模块，所述约束条件构造模块与所述人机交互模块连接，并通过数据库接口与所述磨床参数数据库模块及所述磨削工艺数据库模块连接，用于结合来自所述人机交互模块的用户的输入以及从所述数据库接口获取的所述磨床参数数据库模块和所述磨削工艺数据库模块中记录的信息，提供磨削系统的系统约束条件；工艺步骤与工艺参数生成模块，所述工艺步骤与工艺参数生成模块与所述约束条件构造模块连接，用于根据所述约束条件构造模块提供的所述磨削系统的所述系统约束条件来确定磨削的工艺步骤与工艺参数；砂轮几何参数重构模块，所述砂轮几何参数重构模块与所述约束条件构造模块、所述工艺步骤与工艺参数生成模块连接，用于在所述系统约束条件的基础上重构砂轮几何参数，其中，所述砂轮几何参数重构模块根据磨削工艺确定的磨削线速度、机床的模态，获得砂轮的直径；根据局部不干涉和磨削材料去除率下限的要求确定砂轮的切削半径；根据磨削点在砂轮圆周方向上的分布角度和局部不干涉的要求，确定砂轮轴倾斜角，砂轮轴的倾斜角即是磨床主轴的倾斜角；根据待加工工件曲面的高斯映射的像域在砂轮曲面的高斯映射的像域内的要求，获得砂轮边界角；虚拟轴生成模块，所述虚拟轴生成模块与所述约束条件构造模块、所述砂轮几何参数重构模块连接，用于根据所述砂轮几何参数和所述系统约束条件，虚拟出两个几何位置确定的旋转轴；少轴轨迹规划与局部干涉检查模块，所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块与所述虚拟轴生成模块、所述工艺步骤与工艺参数生成模块连接，用于在所述虚拟轴生成模块提供的所述几何位置确定的旋转轴的基础上，根据所述工艺步骤与工艺参数生成模块提供的磨削过程中间曲面的几何性质，重构砂轮的运动轨迹，生成无局部干涉的砂轮磨削运动轨迹；砂轮磨损预测与轨迹修正模块，所述砂轮磨损预测与轨迹修正模块与所述砂轮几何参数重构模块、所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块及镜面质量检测模块连接，用于根据所述砂轮几何参数重构模块提供的砂轮几何参数和所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块提供的砂轮运动轨迹，预测砂轮磨削过程中几何参数与轮廓的变化并获得砂轮运动轨迹的修正量；少轴加工代码生成模块，所述少轴加工代码生成模块与所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块、所述砂轮磨损预测与轨迹修正模块及所述工艺步骤与工艺参数生成模块连接，用于根据所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块提供的砂轮运动轨迹、所述砂轮磨损预测与轨迹修正模块提供的砂轮运动轨迹修正量以及所述工艺步骤与工艺参数生成模块提供的磨床主轴转速和砂轮进给速度，生成磨床数控系统的加工代码；砂轮整形修锐模块，所述砂轮整形修锐模块与所述砂轮几何参数重构模块连接，用