[发明专利]光学镜片小磨头光学加工中的边缘误差控制方法

权利要求书

1.一种光学镜片小磨头光学加工中的边缘误差控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)加工前准备：利用面形精密仪器对工件进行面形误差检测，获得工件的面形误差分布数据，记为err；

(2)对面形误差进行优化调整；在原始面形误差分布数据err上添加一个二次曲面项作为调整项，包括平移、倾斜和离焦项，得到新的面形误差函数，记为err_M，使得面形边缘部分去除量相对下降；

选取从工件半径R的m倍到工件半径R的圆环区域，记为区域A，m﹤1，具体取值由加工中易产生边缘误差的部分面积占工件总面积的比例决定，由a,b,c,d四个系数定义添加的离焦项：a·(x²+y²)+bx+cy+d，于是调整项的优化方程为：

s.t A＝{(x,y)|mR²＜x²+y²＜R²}

err_M(x,y)＝err(x,y)-(a·(x²+y²)+bx+cy+d)＞0

|a|＜β (1)

这里，系数a由β约束，具体取值由光学系统焦距的公差范围决定；

(3)规划抛光路径，将路径抽象为一系列单个的采样点并得到每个采样点上的去除函数；设采样点上抛光头的露边比为S，抛光盘的半径为R₀，当露边比为S时抛光盘与工件间的压强分布为P_S，当不露边时抛光盘与工件间的压强分布为P₀，抛光工具的运动速率分布为V，k为常数，去除函数以下公式计算：

TIF＝k·P_S(x,y)·V(x,y)

其中P_S(x,y)＝P₀(x,y)^E(S)·F(x)

其中，α为控制参量，常数；

(4)将每个采样点上的去除函数TIF整合为卷积运算矩阵形式驻留时间T以及面形误差z写为向量形式和反卷积迭代方程为：

这里，n为迭代次数；

(5)定义广义的卷积和相关运算来简化上述迭代式的计算，设采样点(μ_j,η_j)上的去除函数为驻留时间为T(μ_j,η_j)，下标表示对应矩阵的维度，其中M为去除函数方形矩阵的横向或纵向的维度大小，J为采样点数量，广义的卷积和相关运算为：

这里，x，y为对应矩阵的横纵坐标值，j为采样点对应序号；

(6)结合广义卷积和相关运算公式(4)与反卷积迭代方程(3)，使光学迭代加工的面形收敛；最后得到采样点上驻留时间T；

(7)根据抛光路径和各采样点上的驻留时间生成控制程序，从而控制机床进行CCOS加工。