[发明专利]光学元件表面的修形加工方法及用于该方法的数控机床

权利要求书

1.一种光学元件表面的修形加工方法，包括以下步骤：

(1)规划加工扫描路线：取一待加工工件，并在工件表面建立X-Y直角坐标系；然后用平行于坐标轴的相交线组成的网格将工件离散成若干加工点S，记为S(x，y)；

(2)坐标转换：将上述各加工点在X-Y直角坐标系内的位置坐标(x，y)转化为在ρ-θ坐标系中的位置坐标(ρ，θ)，转化方法如下：

上式中，ρ为所述加工点S距坐标系原点的距离，θ为所述加工点S到原点连线与X轴正方向之间的夹角；

另以所述工件的光轴方向作为Z轴，则所述各加工点S的z坐标满足z＝f(x，y)，其中z＝f(x，y)为所述工件表面的曲面方程；

(3)计算加工驻留时间：根据对工件表面加工精度要求及工件表面形貌计算出各加工点所需加工的驻留时间D，记为D(x，y)；

(4)修形加工：将所述工件装入设有去除函数发生装置的数控机床中，并使上述坐标转化后各加工点S的ρ坐标、θ坐标和z坐标值分别对应由数控机床的Y轴、C轴、Z轴控制，同时将各加工点的驻留时间D(x，y)输入到所述的数控机床中，通过该数控机床控制Y轴、C轴、Z轴三轴联动和各加工点的驻留时间，使去除函数发生装置对工件表面进行修形加工；

(5)逐步收敛：重复上述步骤(3)～步骤(4)一次以上，直至工件表面的收敛精度满足加工精度要求。

2.根据权利要求1所述的光学元件表面的修形加工方法，其特征在于：所述修形加工过程中，所述去除函数发生装置的自转轴与待加工工件光轴呈一夹角β。

3.根据权利要求2所述的光学元件表面的修形加工方法，其特征在于：所述夹角β的大小为α_max/2，其中α_max表示待加工工件表面陡度的最大值。

4.一种用于权利要求1～3中任一项所述修形加工方法的数控机床，包括机座和安装在所述机座上的去除函数发生装置，该去除函数发生装置包括公转轴系、自转轴系、研抛盘、偏心调整机构和回转机构，所述公转轴系连接于所述偏心调整机构上方，所述回转机构连接于偏心调整机构底端，所述自转轴系连接于所述回转机构下方，所述研抛盘装设于自转轴系下端，该自转轴系包括自转轴、自转电机、自转传动机构和自转轴基座，所述自转轴基座连接于回转机构上，所述自转轴装设于自转轴基座内，所述自转电机固定于自转轴基座上，自转电机的输出端经自转传动机构与自转轴连接，其特征在于：所述研抛盘与自转轴通过万向联轴节连接，所述去除函数发生装置的自转轴与待加工工件光轴呈一夹角β倾斜安装在机座上。