[发明专利]一种超精密凸锥镜测量-抛光修正系统中的优化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于超精密加工，具体是一种超精密凸锥镜测量-抛光修正系统中的优化处理方法。 

背景技术

目前的光学加工，对凸锥镜测量-抛光的处理方法为：凸锥镜经精加工或抛光后送检，检测仪器给出一组过顶点的直线的测量数据（见图1、图2），测量数据的大、小分别表示该测量点的加工效果，一般数值越趋向为0越好，实际效果以抛光测量精度（pv值：是表面形貌的最大峰谷值）来衡量；然后根据锥体对称的原理，抛光机仅根据这一组数据对整个锥面进行抛光修正。 

但从实际结果看，锥体表面的加工和抛光效果在不同的区域各不相同，仅凭借一组测量数据对凸锥镜的整个表面进行抛光指导，无论是从理论计算还是实际效果检验，都是不够理想的。 

首先想到的是，由检测仪器多测量几组数据，取平均值对凸锥镜的整个表面进行抛光指导。但是除非有非常多组的测量数据，否则一般情况下平均值的指导在实际生产加工中效果不明显。同时由于每测量一组数据都需要耗费较多的时间,而且在超精密加工的条件下也不可能包罗所有的抛光点，其实抛光机也不接收太多组测量数据的指导，所以无限制的增加测量的数据组是不可行的。 

经检索发现，在超精密加工技术领域中公开发表并大致相关的论文有：“自由曲面透镜型面误差的压力抛光修正”，《清华大学学报》（自然科学版）2000年第40卷第8期。“自动抛光凸区域上自由曲面的扫描路径算法”，《清华大学学报》（自然科学版）2007年第47卷第5期。“一种基于锥镜的光学非接触位移测量的新方法”，《武汉汽车工业大学学报》，2000年12月第22卷第6期。“精密和超精密加工技术的新发展”，《工具技术》，2006年第40卷No.3。“机器人抛光自由曲面的轨迹优化研究”，《科技咨询导报》，2007年No.11。“国内外精密加工技术最新进展”，《工具技术》，2008年第42卷No.10。“光学自由曲面计算机控制加工中的形面检测研究”，《光学精密工程》，1999年6月第7卷第3期，自然科学基金资助项目（资助号 59605020）。.“光学自由曲面的超精密加工技术及应用”，《CMES2003年会专辑》。“光学晶体材料超精密抛光机理及加工工艺的研究”，《长春理工大学硕士学位论文》，分类号：TN305.2。“超声波磁流变复合抛光关键技术研究”，《哈尔滨工业大学工学博士学位论文》，国内图书分类号：TG161，国际图书分类号：621.923。这些研究论文和方法中针对超精密加工过程中的凸锥镜测量-抛光并不多，也找不到采用优化处理进行修正的方法。 

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种超精密凸锥镜测量-抛光修正系统的优化处理方法，该方法只需要较少的几组测量数据,就可以使凸锥镜的抛光达到镜面光洁度的要求。 

本发明的技术解决方案如下： 

一种超精密凸锥镜测量-抛光修正系统的优化处理方法，其特点在于该方法包括下列步骤： 

①测量：将经过超精密金刚钻切削车床加工后的凸锥镜送到Taylor Hobson轮廓仪进行检测,Taylor Hobson轮廓仪给出4组或8组的测量数据的检测数据文件包括：第一列为x轴坐标点，第二列为y轴坐标点，第三列称之为处理余量，即理论上需要被抛光处理掉的厚度； 

②数据处理：通过算法选择每组数据中的特征值，然后以这些特征值为基础，通过构建一个网状的三维地貌修正图数据文件； 

③将所述的三维地貌修正图数据文件输入Zeeko七轴数控修正抛光中心的计算机，计算机根据所述的三维地貌修正图数据文件引导抛光工具对凸锥镜进行抛光,使凸锥镜在不改变面形精度的条件下达到镜面光洁度。 

所述的数据处理包括： 

①计算特征值：若测量了M组的测量数据（如4组或8组），每组共有N个测量点（如500个），将这M组测量数据的测量精度（pv值）按数值大小排序,可以平均分成G（如2或3）个类别。然后数学的演算就是用一组列向量来表示测量数据：