光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法、系统及介质.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CN109909815A(43)申请公布日2019.06.21(21)申请号201910243077.4(22)申请日2019.03.28(71)申请人中国人民解放军国防科技大学地址410073湖南省长沙市开福区砚瓦池正街47号(72)发明人彭小强胡皓戴一帆赵陶铁贵鹏石峰李信磊(74)专利代理机构湖南兆弘专利事务所(普通合伙)43008代理人谭武艺(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)B24B13/00(2006.01)B24B49/00(2012.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图5页(54)发明名称光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法、系统及介质(57)摘要本发明公开了一种光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法、系统及介质，本发明的磁流变抛光补偿加工方法包括：获取平面去除函数；映射得到不同曲率下的球面去除函数；针对待加工工件面形区域内的每一个驻留点，拟合计算驻留点附近的复杂曲面局部区域的最接近球面，以该复杂曲面局部区域的最接近球面的曲率对应的球面去除函数近似作为该驻留点附近的复杂曲面局部区域的去除函数；建立基于线性方程组模型的驻留时间求解算法，仿真求得各个驻留点的驻留时间分布及面形残差，指导待加工工件的磁流变抛光。本发明能够有效保证了加工过程中的确定性，且提高了加工过程中的收敛率。CN109909815ACN109909815A权利要求书1/2页1.一种光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法，其特征在于实施步骤包括：1)对与待加工工件相同材料的平面工件获取平面去除函数Fflat；2)对待加工工件建立相同工况不同曲率半径下球面去除函数和平面去除函数的映射关系，根据该映射关系将平面去除函数Fflat映射得到不同曲率下的球面去除函数Fj-sphere；3)针对待加工工件面形区域内的每一个驻留点，拟合计算驻留点附近的复杂曲面局部区域Sj-asphere的最接近球面Sj-sphere，以该复杂曲面局部区域Sj-asphere的最接近球面Sj-sphere的曲率对应的球面去除函数Fj-sphere近似作为该驻留点附近的复杂曲面局部区域的去除函数；4)根据去除函数动态变化性，建立基于线性方程组模型的驻留时间求解算法，仿真求得各个驻留点的驻留时间分布及面形残差；5)根据得到的各个驻留点的驻留时间分布及面形残差指导待加工工件的磁流变抛光。2.根据权利要求1所述的光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法，其特征在于，步骤2)中详细步骤包括：2.1)对待加工工件分别根据XZ平面形状、YZ平面形状建模，并分别获取去除函数形状在XZ、YZ平面内的分布；2.2)对待加工工件XZ平面效率、YZ平面效率进行建模，获取去除函数效率在XZ、YZ两个平面内的分布；2.3)根据得到的去除函数形状和效率在XZ、YZ两个平面内的分布，通过拟值拟合的方式得到凹球面磁流变去除函数3D模型，建立磁流变抛光凹球面去除函数库；在此基础上，分别通过给定一系列的曲率，分别求得各个曲率下的球面去除函数Fj-sphere。3.根据权利要求1所述的光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法，其特征在于，步骤2)中映射得到不同曲率下的球面去除函数Fsphere的函数表达式如式(1)所示；Fsphere＝H(Fflat,Fsphere)*Fflat(1)式(1)中，Fsphere为某一曲率下的球面去除函数Fsphere，H(Fflat,Fsphere)为该曲率下的球面去除函数和平面去除函数的映射关系，Fflat为平面去除函数。4.根据权利要求1所述的光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法，其特征在于，步骤3)的详细步骤包括：3.1)遍历获取待加工工件面形区域内的一个当前驻留点dj(xj,yj)，其中xj,yj分别为当前驻留点所在位置在二维投影面内X、Y轴的坐标值，j＝1,2,…,n，n为驻留点总数量；3.2)选取当前驻留点dj(xj,yj)附近的复杂曲面局部区域Sj-asphere；3.3)利用最小二乘法拟合复杂曲面局部区域Sj-asphere的最接近球面Sj-sphere，得到最接近球面Sj-sphere的曲率半径Rj-sphere；3.4)获取最接近球面Sj-sphere的曲率半径Rj-sphere对应的球面去除函数Fj-sphere；3.5)将球面去除函数Fj-sphere作为当前驻留点dj(xj,yj)附近复杂曲面局部区域的去除函数；3.6)判断待加工工件面形区域内的驻留点是否遍历完毕，如果尚未遍历完毕，则跳转执行步骤3.1)；否则，跳转执行步骤4)。5.根据权利要求1所述的光学复杂曲面元件的磁流变抛光补偿加工方法，其特征在于，步骤4)的详细步骤包