CN104493665A - 一种用于抛光的多路径融合方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种用于抛光的多路径融合方法，属于光学加工技术领域，解决了现有多路径加工表面不均匀、加工痕迹残留的技术问题；首先确定两相邻路径的分界线并将其扩充为一定区域；然后对该交界区域内的面形进行分割；将分割后的面形分别归于左右区域，并重新计算两区域的路径与面形；根据两区域的路径与面形分别计算驻留时间；控制机床分别按两路径进行加工；重复以上过程直至加工结果满足要求。本方法计算简单、处理速度快，加工效果好，可充分利用不同路径的优点进行综合加工。

Description

一种用于抛光的多路径融合方法

技术领域

本发明属于光学加工技术领域，具体涉及一种用于抛光的多路径融合方法。

背景技术

在光学加工中，通常机床带动抛光模沿一定的路径来对光学元件表面进行加工。目前常用的加工路径有螺旋路径、光栅扫描路径、同心路径以及在此基础上衍生的其他路径等。但是每种路径都有其各自的优缺点，如螺旋路径加工效率较高，但是在中心容易产生奇点，给后续的加工带来困难；而光栅扫描路径则在整个表面范围内加工较均匀，但是加工效率较低。这样就产生了多种路径相结合使用的需求。然而，简单的路径结合效果并不能让人满意，如中心区域使用一种路径，而边缘区域使用另一种路径，则由于两种路径本身的差别，在路径的结合区域会产生比较明显的结合痕迹，而这种结合痕迹在频段上往往属于中频范围，在后续加工中难以完全去除。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于抛光的多路径融合方法，解决现有技术多路径结合痕迹难以完全去除，加工表面不均匀的技术问题。

本发明一种用于抛光的多路径融合方法，具体步骤如下：

步骤1：确定多路径中任意两条相邻路径P和路径Q的边界线；

步骤2：将两条相邻路径P和路径Q的临界线进行扩充，扩充的宽度为H，扩充后的边界线分别为边界线A和边界线B，边界线A在路径P的区域内，边界线B在路径Q的区域内；

步骤3：将扩充后的边界线A和边界线B之间的面形进行分割，在路径P的区域这侧的面形为M，在路径Q的区域这侧的面形为N；

步骤4：将面形M与路径P所在区域的面形合并，得到路径P所在区域的总面形α；将面形N与路径Q所在区域的面形合并，得到路径Q所在区域的总面形β；

步骤5：在合并后的面形区域内重新生成路径P和路径Q，路径P延拓至边界线B处，路径Q延拓至边界线A处；

步骤6：根据重新生成的路径P以及路径P所在区域的总面形α,计算在路径P中驻留点的驻留时间；根据重新生成的路径Q以及路径Q所在区域的总面形β,计算在路径Q中驻留点的驻留时间；

步骤7：根据在路径P和在路径Q中驻留点的驻留时间，控制机床分别沿重新生成的路径P和路径Q运动，以修正元件的面形误差；

步骤8：检测修正后的元件的面形误差，重复步骤1至步骤7，直到元件面形误差满足加工要求；

对多路径中的任意两相邻路径的融合重复步骤1至步骤8。

所述多路径中任意两相邻路径的面形分割通过如下方法进行分割：

$F\left(l\right)=F\left(A\right)\exp (-\frac{l^2}{{2\mathrm{\σ}}^2})$

其中，l为在边界线A和边界线B之间的任意一点到边界线A的距离；F(l)为距离边界线A为l的点处的分割后的面形值；F(A)为A边界处的面形值；σ为分割参数。

本发明的有益技术效果：本发明能够使不同路径在结合处产生的结合痕迹分界更加模糊，最终的加工表面更加均匀，从而能够更好的利用不同路径的优点。

附图说明

图1为本发明一种用于抛光的多路径融合方法的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参见附图1，本发明一种用于抛光的多路径融合方法，具体步骤如下：

步骤1：确定多路径中相邻两条路径P和路径Q的边界线；

步骤2：将相邻两路径P和路径Q的边界线宽度扩充为H宽度，扩充后的边界线分别为边界线A和边界线B；

步骤3：将扩充后的边界线A和边界线B之间的面形进行分割，设下方的面形为M，上方的面形为N；

步骤4：将面形M与路径P所在区域的面形合并，得到路径P所在区域的总面形α；将面形N与路径Q所在区域的面形合并，得到路径Q所在区域的总面形β；

步骤5：在合并后的面形区域内重新生成路径P和路径Q，路径P延拓至边界线B处，路径Q延拓至边界线A处；

步骤6：根据重新生成的路径P以及路径P所在区域的总面形α,计算在路径P中驻留点的驻留时间；根据重新生成的路径Q以及路径Q所在区域的总面形β,计算在路径Q中驻留点的驻留时间；

步骤7：根据在路径P和在路径Q中驻留点的驻留时间，控制机床分别沿重新生成的路径P和Q运动，以修正元件的面形误差；

步骤8：检测修正后的元件的面形误差，重复步骤1至步骤7，直到元件面形误差满足加工要求。

对多路径中的任意两相邻路径的融合重复步骤1至步骤8。

所述多路径中任意两相邻路径的面形分割通过如下方法进行分割：

$F\left(l\right)=F\left(A\right)\exp (-\frac{l^2}{{2\mathrm{\σ}}^2})$

其中，l为在边界线A和边界线B之间的任意一点到边界线A的距离；F(l)为距离边界线A为l的点处的分割后的面形值；F(A)为A边界处的面形值；σ为分割参数；

具体实施方式二：

对圆形的工件表面进行多路径融合加工，在圆形工件中心处采用光栅扫描式路径，以保证中心处不产生奇点，在圆形工件的其余部分采用螺旋式路径，以保证加工效率。

对圆形的工件表面进行多路径融合加工的具体步骤如下：

步骤1：首先确定光栅扫描式路径与螺旋式路径的分界线，可确定在距圆形工件的中心为元件口径的三分之一处分界；

步骤2：将光栅扫面式路径和螺旋式路径的边界线的宽度进行扩充，优选地，扩充后的边界宽度为磨头的直径，扩充后的边界的边界线分别为边界线A和边界线B，此时A、B为圆形分界；

步骤3：将边界线A和边界线B之间的面形进行分割，则分割后F(l)下方的面形为M，上方的面形为N；

步骤4：将面形M与光栅式路径所在区域面形合并，得到光栅式路径所在区域的总面形Θ；将面形N与螺旋式路径所在区域的面形合并，得到螺旋式路径所在区域的总面形Φ；

步骤5：在面形合并后的区域内重新生成光栅式路径与螺旋式路径，此时两路径在A、B边界内是重合的；

步骤6：根据重新生成的光栅式路径以及光栅式路径所在区域的总面形Θ,计算在光栅路径中驻留点的驻留时间；根据重新生成的螺旋式路径以及螺旋式路径所在区域的总面形Φ,计算在螺旋路径中驻留点的驻留时间；此处驻留时间计算可采用脉冲迭代法；

步骤7：根据新生成的光栅式路径以及光栅式路径的驻留时间，控制机床加工光栅式路径所在区域；根据新生成的螺旋式路径以及螺旋式路径的驻留时间，控制机床加工螺旋式路径所在区域；

步骤8：检测修正后元件的面形，重复步骤1至步骤7，直到元件面形误差满足加工要求。

所述的面形分割方法如下：

$F\left(l\right)=F\left(A\right)\exp (-\frac{l^2}{{2\mathrm{\σ}}^2})$

其中，l为在边界线A和边界线B之间的任意一点到边界线A的距离；F(l)为距离边界线A为l的点处的分割后的面形值；F(A)为A边界处的面形值；σ为分割参数。

Claims (3)

1.一种用于抛光的多路径融合方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1：确定多路径中任意两条相邻路径P和路径Q的边界线；

步骤2：将两条相邻路径P和路径Q的临界线进行扩充，扩充的宽度为H，扩充后的边界线分别为边界线A和边界线B，边界线A在路径P的区域内，边界线B在路径Q的区域内；

步骤3：将扩充后的边界线A和边界线B之间的面形进行分割，在路径P的区域这侧的面形为M，在路径Q的区域这侧的面形为N；

步骤4：将面形M与路径P所在区域的面形合并，得到路径P所在区域的总面形α；将面形N与路径Q所在区域的面形合并，得到路径Q所在区域的总面形β；

步骤5：在合并后的面形区域内重新生成路径P和路径Q，路径P延拓至边界线B处，路径Q延拓至边界线A处；

步骤6：根据重新生成的路径P以及路径P所在区域的总面形α,计算在路径P中驻留点的驻留时间；根据重新生成的路径Q以及路径Q所在区域的总面形β,计算在路径Q中驻留点的驻留时间；

步骤7：根据在路径P和在路径Q中驻留点的驻留时间，控制机床分别沿重新生成的路径P和路径Q运动，以修正元件的面形误差；

步骤8：检测修正后的元件的面形误差，重复步骤1至步骤7，直到元件面形误差满足加工要求。

2.根据权利要求1所述的一种用于抛光的多路径融合方法，其特征在于，对多路径中的任意两相邻路径的融合重复步骤1至步骤8。

3.根据权利要求1所述的一种用于抛光的多路径融合方法，其特征在于，所述多路径中任意两相邻路径的面形分割通过如下方法进行分割：

其中，l为在边界线A和边界线B之间的任意一点到边界线A的距离；F(l)为距离边界线A为l的点处的分割后的面形值；F(A)为A边界处的面形值；σ为分割参数。