[发明专利]一种确定性光学抛光技术驻留时间求解方法

权利要求书

1.一种确定性光学抛光技术驻留时间求解方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，通过干涉仪测量待加工工件面形，计算待加工工件的去除量分布；

步骤S2，采集采斑件的抛光斑以获得去除函数；

步骤S3，根据待加工工件的尺寸设计抛光轨迹；

步骤S4，基于去除量分布、去除函数和抛光轨迹，构建机床速度、加速度性能约束下的驻留时间双边约束求解模型；

步骤S5，进行双边约束下的驻留时间求解；

步骤S6，根据驻留时间计算轨迹点的进给速度，验证后生成数控程序进行加工；

所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11，利用干涉仪对待加工工件表面的面形进行测量，并将测量到的面形与目标面形比较，获得待加工工件去除量分布h(x，y)；

步骤S12，将去除量分布进行离散化，得到M个离散化后的控制点，第k个控制点的去除量为H_k(x，y)，其中，1≤k≤M；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21，选取一件与待加工工件同材质的采斑件，测量其初始面形，然后在抛光时间T_s下采集抛光斑，测量采斑后的工件面形；

步骤S22，将采斑件采斑前后测量的面形相减，之后再除以采斑时间，获得去除函数r(x，y)；

所述步骤S3具体包括：根据待加工工件的尺寸设置抛光轨迹类型和抛光轨迹参数，得到N个离散的抛光轨迹点，抛光轨迹上第i个轨迹点P_i的坐标表示为(x_i，y_i)，其中，1≤i≤N；

所述步骤S4中构建的满足机床速度、加速度约束的驻留时间模型如下式所示：

式中，R为影响系数矩阵，t为驻留时间向量，H为控制点目标去除量向量，λ为阻尼系数，t_l为驻留时间解的下限约束条件，t_p为驻留时间解的上限约束条件，为矩阵或向量的2范数。

2.根据权利要求1所述的一种确定性光学抛光技术驻留时间求解方法，其特征在于，所述求解模型中：

式中，t_i(x_i，y_i)为抛光工具位于轨迹点P_i(x_i，y_i)的驻留时间，r_ki(x_k-x_i，y_k-y_i)为抛光工具位于第i个轨迹点时对第k个控制点的材料去除率，h_k为第k个控制点的目标去除量，1≤k≤M，1≤i≤N；

式中，t_li为轨迹点P_i的驻留时间解的下限约束值，t_l＝[t_l1，t_l2，…，t_lN]^T；t_pi为轨迹点P_i的驻留时间解的上限约束值，t_p＝[t_p1，t_p2，…，t_pN]^T；S_i为轨迹点P_i-1到轨迹点P_i的距离；v_max为设定的机床最大速度；v_min为设定的机床最小速度；a为设定的机床最大加速度，1≤i≤N；

轨迹点P_i-1到轨迹点P_i的距离S_i、机床最大速度v_max、机床最小速度v_min和机床最大加速度a的设定需求满足约束条件：

3.根据权利要求2所述的一种确定性光学抛光技术驻留时间求解方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括：调用双边约束最小二乘解法器求解模型，得到驻留时间向量t的数值解；验证每一个轨迹点的驻留时间t_i在t_li和t_pi之间。

4.根据权利要求3所述的一种确定性光学抛光技术驻留时间求解方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括：

步骤S61，根据抛光轨迹和驻留时间求解计算机床各段目标点的进给速度；

步骤S62，验证每一个轨迹点的进给速度v_i在v_min和v_max之间，验证其满足机床速度和加速度性能约束条件；

步骤S63，生成数控程序，进行加工后面形误差预测，与实际加工后面形误差进行对比。