一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111347294A(43)申请公布日2020.06.30(21)申请号202010235391.0(22)申请日2020.03.30(71)申请人中科院南京天文仪器有限公司地址210042江苏省南京市玄武区花园路6-10号(72)发明人焦长君舒勇张真高飞海陈永超王波宫萌(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李湘群(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)B24B13/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法(57)摘要本发明公开了一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法，以CCOS成型原理为基础，将高陡度非球面投影到其最接近平面内，对倾斜去除函数变换处理后得到任意加工位置处的去除函数，然后在高陡度非球面的最接近平面内，将高陡度的修型过程用矩阵乘法模型描述，最后利用解卷积算法，计算出驻留时间后利用速度方式实现加工。本发明考虑磨盘轴向与接触点处工件法向之间夹角变化对去除函数的影响，引入变去除函数的概念，将去除函数和待加工面型投影到待加工面型的最接近平面内，据此建立全局变去除函数的矩阵成型模型，利用驻留时间解算算法求解驻留时间，并以变速度模式实现计算驻留时间，从而实现高陡度非球面的高精度抛光加工。CN111347294ACN111347294A权利要求书1/2页1.一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法，其特征在于，以CCOS成型原理为基础，将高陡度非球面投影到其最接近平面内，对倾斜去除函数变换处理后得到任意加工位置处的去除函数，然后在高陡度非球面的最接近平面内，将高陡度的修型过程用矩阵乘法模型描述，最后利用解卷积算法，计算出驻留时间后利用速度方式实现加工。2.根据权利要求1所述的一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法，其特征在于，包括：步骤1：获取倾斜角度去除函数实验样本；设小磨头弹性支撑元件的轴线与镜面法线的夹角为α，进行倾斜角度去除函数实验，获取该倾斜角α下的去除函数Rα(x,y)，实验获得系列倾斜角度下的去除函数后，利用插值计算方法得到任意倾斜角度下的去除函数；步骤2：求解任意加工位置处去除函数；步骤3：获取面形误差函数；通过干涉仪测量待加工元件全口径内的面形误差数据，并进行消除趋势、定心、边缘确定以及偏置处理，得到待加工元件在最接近平面坐标系T-xyz中的面形误差测量数据，记为E(x,y)；步骤4：成型控制模型；在高陡度镜面最接近平面坐标系T-xyz中，在最接近平面内进行栅格式网格划分，基于CCOS成型原理，建立高陡度镜面加工时可变去除函数下的面型成型控制矩阵模型，加工时小磨头的支撑轴向与坐标系T-xyz的z轴平行；步骤5：驻留时间解算；根据步骤4中建立的矩阵模型，获得加工所需的驻留时间向量T；步骤6：修形加工；加工时小磨头的支撑轴向与坐标系T-xyz的z轴平行，根据步骤4中的路径网格规划，沿着Y向进行间隔进给运动，沿着X向进行连续运动，任意驻留点lj(xj,yj)处的连续运动速度Vj＝S/tj；步骤7：重复以上的加工步骤3～6，直至镜面面形质量满足相关精度要求，结束加工。3.根据权利要求1所述的一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2.1：计算加工点A处倾斜角和方位角；在镜体最接近平面坐标系T-xyz中，加工点A处坐标为(xa,ya,za)，法向矢量为(nxa,nya,nza)，得到倾斜角度α和方位角β；步骤2.2：插值计算任意倾斜角度去除函数；从步骤1中平面上倾斜角实验去除函数插值计算出倾斜α角时的去除函数；步骤2.3：绕y轴和z轴旋转；将去除函数RP绕y轴旋转-α，得到与A处于同一环带上A’处切平面内的去除函数；再绕z轴旋转β，得到A处切平面内的去除函数；步骤2.4：投影计算；令去除函数z坐标为0，将步骤2.3中A处切平面内去除函RP’A投影到镜体最接近平面内，用于步骤4中成型模型的构建。4.根据权利要求1所述的一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法，其特征在于，所述步骤4包括：步骤4.1：加工路径规划；在T-xyz坐标系xy平面内，x、y方向都以S为间隔进行离散得到的网格点，得到各离散点的坐标；步骤4.2：面型误差离散；步骤4.1离散网格上的各个离散点为加工时的面形误差控制点和加工驻留点，根据步骤3中的面型误差函数E(x,y)插值计算出任意离散点pi(xi,yi)处面形误差值hi，形成面形误差向量E；步骤4.3：任意点pi(xi,yi)处总去除量计算；加工中去除函数在步骤4.1中网格点lj(xj,2CN111347294A权利要求书2/2页yj)处驻留tj，形成驻留时间向量T；误差控制点pi(xi,yi)的总