CN113275976B - 计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及计算机可读存储介质。方法包括根据光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应去除函数，并计算第一加工轨迹和第一驻留时间；利用第一磨盘基于第一加工轨迹对待加工光学表面的镜面内部安全区域进行第一驻留时间的光学加工，得到初加工光学表面；若初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于初加工光学表面的面形误差分布确定小于第一磨盘尺寸的第二磨盘尺寸及相应去除函数，并计算第二加工轨迹和第二驻留时间，利用第二磨盘基于第二加工轨迹对待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行第二驻留时间的光学加工，从而有效提高光学表面加工效率和加工精度。

Description

计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及介质

技术领域

本申请涉及光学加工技术领域，特别是涉及一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

由于非球面及自由曲面等复杂曲面光学元件能够校正像差、增大视场、提升像质、减少系统光学元件数量，从而可有效地减少重量，降低成本，因此非球面及自由曲面等复杂光学元件在现代天文观测和对地观测等大口径光学系统中得到了广泛的应用。但是现代光学系统对非球面元件的面形精度及表面质量等要求也更为严格。

计算机控制光学表面成形技术(Computer controlled optical surfacing，CCOS)为目前广泛使用的一种光学表面高精度加工技术，也是一种典型的子孔径加工技术。常用的计算机控制光学表面成形技术中，一般使用抛光革或沥青等材料制造的磨盘作为研磨抛光工具，一般称为小磨头。计算机控制光学表面成形技术的另一种常用的研磨抛光工具，是为了保证磨盘和光学表面吻合而制造的应力盘。以小磨头和应力盘等为代表的计算机控制光学表面成形技术的加工工具，加工轨迹规划时都无法达到光学表面边缘，更不能规划到光学表面外部。比如对于小磨头而言，一旦轨迹规划到光学表面边缘，小磨头会发生“翻盘”的现象，进而对被加工光学元件产生破坏，因此为了确保小磨头工具安全工作，轨迹规划时必须在光学表面边缘区域留出足够多的空白。另外，小磨头尺寸越大此种轨迹空白区域也越大。

现有公知的计算机控制光学表面成形技术流程，首先检测出待加工的光学表面误差分布，规划光学表面留出空白的加工轨迹；然后进行虚拟光学加工进行驻留时间解算，并将驻留时间转换为光学加工机床能够运行的数控代码，进行实际加工；最后将加工后的光学元件再次进行检测，如果达到精度要求则加工停止，否则重复上述步骤。在虚拟加工求解驻留时间的步骤中，由于加工轨迹必须位于光学表面一定的区域内，导致加工工具不能移动出光学表面，虚拟加工后的面形残差中会产生较为严重的类周期结构的中频误差。使用这种情况下产生的驻留时间进行实际的加工，虚拟加工后的中频误差会存在于实际的加工结果中，这种中频误差影响光学表面的加工精度及加工周期。

为了减低这种中频误差对加工精度的影响，相关技术采用多次反复迭代加工，每次迭代加工更换加工轨迹的参数。尽管可在一定程度上抑制中频误差，但是其抑制程度不够，小磨头和应力盘等工具加工的非球面最终结果中仍含有较多的此类中频误差。另外，这种不断更换轨迹参数的方法，由于每次迭代加工都残留较多中频误差，单次加工面形收敛率低，加工周期长，同时也会出现中频误差积累过多，无法加工到所需要的最终精度的现象。

鉴于此，如何能够针对性地解决加工轨迹镜面边缘“留白”时，光学表面加工过程中存在中频误差严重的问题，从而有效控制中频误差，提高面形收敛效率和收敛精度，缩短加工周期，是所属技术领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及计算机可读存储介质，可针对性地解决加工轨迹镜面边缘“留白”时，光学表面加工过程中存在中频误差严重的问题，有效控制中频误差，有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法，包括：

根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间；

发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面；

若所述初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间；所述第二磨盘尺寸小于所述第一磨盘尺寸；

发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令；

其中，所述全口径轨迹包括镜面区域和镜外区域，所述镜外区域的面积不小于所述第一去除函数尺寸值的一半；所述第一加工轨迹用于实际加工所述镜面内部安全区域的轨迹，所述第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于所述实际加工轨迹计算得到；所述第二加工轨迹用于加工所述镜面边缘安全区域的轨迹。

可选的，所述计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间包括：

基于所述初加工光学表面的面形误差分布和所述第一磨盘尺寸确定对所述镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹；所述初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且所述镜面外部轨迹的尺寸不小于所述第二磨盘尺寸；

基于所述初始加工轨迹和所述第二去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间；

裁剪所述初始加工轨迹，得到用于加工所述镜面边缘安全区域的第二加工轨迹；

根据所述第二加工轨迹裁剪所述第二初始驻留时间，得到加工所述镜面边缘安全区域的第二驻留时间。

可选的，所述计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间包括：

基于所述全口径轨迹和所述第一去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第一初始驻留时间；

裁剪所述全口径轨迹，得到用于加工所述镜面内部安全区域的第一加工轨迹；

根据所述第一加工轨迹裁剪所述第一初始驻留时间，得到加工所述镜面内部安全区域的第一驻留时间。

可选的，所述计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间包括：

基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定使所述第二磨盘在所述边缘安全区域进行光学加工不翻盘的第二加工轨迹；

利用虚拟加工仿真模型计算所述边缘安全区域的第二驻留时间。

可选的，所述发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令之后，还包括：

若加工后的光学表面的面形精度不符合预设精度要求，判断影响面形精度的加工区域为所述镜面内部安全区域还是所述镜面边缘安全区域；

若为所述镜面内部安全区域，则重复利用所述第一磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若为所述镜面边缘安全区域，则重复利用所述第二磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若无法判定所述镜面边缘安全区域还是所述镜面内部安全区域，则重复利用所述第一磨盘和所述第二磨盘交替对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求。

可选的，所述发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面之后，还包括：

若所述待加工光学表面的镜面内部区域面形低频及中频误差收敛不符合预设收敛要求，重复利用所述第一磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至符合收敛要求，得到所述初加工光学表面。

本发明实施例另一方面提供了一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置，包括：

大磨盘加工参数确定模块，用于根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间；所述全口径轨迹包括镜面区域和镜外区域，所述镜外区域的面积不小于所述第一去除函数尺寸值的一半；所述第一加工轨迹用于实际加工所述镜面内部安全区域的轨迹，所述第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于所述实际加工轨迹计算得到；

大磨盘光学加工模块，用于发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面；

小磨盘加工参数确定模块，用于若所述初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间；所述第二磨盘尺寸小于所述第一磨盘尺寸；

小磨盘光学加工模块，用于发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令；所述第二加工轨迹用于加工所述镜面边缘安全区域的轨迹。

可选的，所述小磨盘加工参数确定模块包括：

初始加工轨迹计算子模块，用于基于所述初加工光学表面的面形误差分布和所述第一磨盘尺寸确定对所述镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹；所述初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且所述镜面外部轨迹的尺寸不小于所述第二磨盘尺寸；

初始驻留时间计算子模块，用于基于所述初始加工轨迹和所述第二去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间；

实际加工轨迹计算子模块，用于裁剪所述初始加工轨迹，得到用于加工所述镜面边缘安全区域的第二加工轨迹；

实际驻留时间计算子模块，用于根据所述第二加工轨迹裁剪所述第二初始驻留时间，得到加工所述镜面边缘安全区域的第二驻留时间。

本发明实施例还提供了一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项所述计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

本发明实施例最后还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机控制光学面形误差收敛加工程序，所述计算机控制光学面形误差收敛加工程序被处理器执行时实现如前任一项所述计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

本申请提供的技术方案的优点在于，对于较大尺寸的磨盘，先将加工轨迹规划到镜面之外并进行驻留时间的解算，这种轨迹规划方法从数学上达到了完全卷积的目的，然后选取不“翻盘”的安全区域加工轨迹进行实际加工，虽然加工结果边缘出现了欠加工现象，但是光学表面内部区域的面形误差包括中频误差都控制的非常好；对于光学表面边缘欠加工的区域，则选择使用更小尺寸的磨盘加工，更小尺寸的磨盘只加工光学表面边缘小范围区域而不加工光学表面内部大范围的区域，能够有效缩短整个光学表面的加工时间提高加工效率，解决了相关技术中由于加工轨迹必须位于光学表面一定的区域内导致虚拟加工后或实际加工后的面形残差中会存在严重的类周期结构的中频误差，进而影响非球面及自由曲面等光学表面的加工精度及加工周期；能够有效控制中频误差，从而有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

此外，本发明实施例还针对计算机控制光学面形误差收敛加工方法提供了相应的实现装置及计算机可读存储介质，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置及计算机可读存储介质具有相应的优点。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或相关技术的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的示意性例子的面形误差分布示意图；

图4为本发明实施例提供的图3中示意性例子的材料去除率呈类高斯分布的去除函数示意图；

图5为本发明实施例提供的图3中示意性例子的全口径加工轨迹示意图；

图6为本发明实施例提供的磨盘在不同镜面区域的加工位置示意图；

图7为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第一初始驻留时间的分布示意图；

图8为本发明实施例提供的使用图7中第一初始驻留时间进行虚拟加工后的镜面全口径面形残差示意图；

图9为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第一加工轨迹示意图；

图10为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第一驻留时间的分布示意图；

图11为本发明实施例提供的使用图10中第一驻留时间进行虚拟加工的镜面边缘区域面形残差分布示意图；

图12为本发明实施例提供的使用图10中第一驻留时间进行虚拟加工的镜面内部区域面形残差分布示意图；

图13为本发明实施例提供的图3中示意性例子利用第一磨盘进行光学加工后的面形误差分布示意图；

图14为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第二磨盘产生的去除函数示意图；

图15为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第二加工轨迹示意图；

图16为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第二初始驻留时间的分布示意图；

图17为本发明实施例提供的使用图16中第二初始驻留时间进行虚拟加工后的镜面全口径面形残差分布示意图；

图18为本发明实施例提供的图3中示意性例子的第二驻留时间的分布示意图；

图19为本发明实施例提供的使用图18中第二驻留时间进行虚拟加工后的面形残差分布示意图；

图20为本发明实施例提供的使用大小磨盘加工完成后的光学表面的面形残差分布示意图；

图21为本发明实施例提供的采用相关技术对图3的示意性例子进行虚拟加工仿真后的全口径面形残差分布示意图；

图22为本发明实施例提供的采用相关技术对图3的示意性例子进行光学表面内部子孔径区域分布示意图；

图23为本发明实施例提供的计算机控制光学面形误差收敛加工装置的一种具体实施方式结构图；

图24为本发明实施例提供的计算机控制光学面形误差收敛加工装置的另一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的思想和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

S101：根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间。

在本申请中，待加工光学表面可为平面、球面等简单光学表面、也可为光学非球面及自由曲面等复杂光学表面。既适用于粗加工也适用于精加工，即适用于光学元件的研磨阶段也适用于抛光阶段。当本申请的待加工光学表面若为光学非球面及自由曲面等复杂光学表面时，加工精度和加工效率均很明显高于相关技术，也就是说，本申请更适合于对复杂光学表面进行加工。可采用任何一种相关技术对待加工表面进行面形误差检测，以得到相应的面形误差分布，面形误差检测的具体实现过程可参阅相关技术记载的描述过程，此处，便不再赘述。在确定待加工光学表面的面形误差分布后，可选择合理的大尺寸磨盘及其产生的去除函数，并采用相关专业知识规划加工轨迹，本申请的加工轨迹不同传统加工轨迹，可将加工轨迹规划至镜面区域及镜面以外区域，规划出镜面以外的区域至少达到去除函数尺寸的一半，也即全口径轨迹包括镜面区域和镜外区域，镜外区域的面积不小于第一去除函数尺寸值的一半。

其中，第一加工轨迹和第一驻留时间的计算过程可为：

基于全口径轨迹和第一去除函数，利用驻留时间卷积模型计算得到第一初始驻留时间。第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于实际加工轨迹计算得到，在得到加工轨迹和去除函数后，可利用驻留时间的卷积模型进行驻留时间求解，此时解算出来的驻留时间是规划至镜面外的全口径驻留时间分布。根据数学上卷积的概念可知，本申请得到的镜面内部区域面形残余误差小，且残余误差中的中频误差控制的较好，在下一步指导加工的过程中能够更好地控制中频。也应当注意这种规划至镜面外的全口径驻留时间由于磨头的“翻盘”问题，也不能用于实际加工。

裁剪全口径轨迹，得到用于加工镜面内部安全区域的第一加工轨迹。考虑传统小磨头等抛光工具存在边缘“翻盘”现象，这种规划出镜面外的加工轨迹不能进行实际的加工。可对规划至镜面外的全口径加工轨迹进行“留白”处理，也就是对规划至镜面外的全口径加工轨迹进行剪裁，仅剩余能够进行实际加工的边缘“留白”的镜面内部安全区域加工轨迹，也就是说，第一加工轨迹用于实际加工镜面内部安全区域的轨迹。

根据第一加工轨迹裁剪第一初始驻留时间，得到加工镜面内部安全区域的第一驻留时间。根据第一加工轨迹对相应的第一初始驻留时间也进行剪裁，剩余能够进行实际加工的边缘“留白”的镜面内部安全区域驻留时间。此时利用虚拟加工的卷积模型进行仿真，可以得到镜面边缘区域欠加工的面形残差分布，但是镜面内部区域面形残差小且中频误差控制的更好。

S102：发送利用第一磨盘基于第一加工轨迹对待加工光学表面的镜面内部安全区域进行第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面。

可以理解的是，在S101确定待加工光学表面的加工参数后，加工参数包括第一加工轨迹和第一驻留时间，可将加工参数发送给对待加工光学表面执行光学加工的机床，机床可将驻留时间进行机床加工代码转换，并进行实际的光学加工。

S103：若初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间。

在S102之后，利用第一磨盘对待加工光学表面进行了初始加工，得到初加工光学表面，然后可采用任何一种相关技术对待初加工光学表面进行面形误差检测，以得到相应的面形误差分布，面形误差检测的具体实现过程可参阅相关技术记载的描述过程，此处，便不再赘述。若初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则需要继续加工；若初加工光学表面的面形精度符合预设精度要求，则停止光学加工。基于初加工光学表面的面形误差分布选择合适的第二磨盘尺寸及第二磨盘产生的第二去除函数，第二磨盘对待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行加工，所以第二磨盘尺寸小于第一磨盘尺寸。也即S101是确定大尺寸磨盘的加工参数，S103是确定小尺寸磨盘的加工参数，其加工参数可与S101的参数计算方法相同，也可与S101的参数计算方法不同，只要可计算得到加工镜面边缘安全区域的加工轨迹和驻留时间即可。

S104：发送利用第二磨盘基于第二加工轨迹对待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行第二驻留时间的光学加工的指令。

在S103确定利用小尺寸磨盘对待加工光学表面进行加工的加工参数后，同样可将加工参数发送给对待加工光学表面执行光学加工的机床，机床可将驻留时间进行机床加工代码转换，并进行实际的光学加工。

在本发明实施例提供的技术方案中，对于较大尺寸的磨盘，先将加工轨迹规划到镜面之外并进行驻留时间的解算，这种轨迹规划方法从数学上达到了完全卷积的目的，然后选取不“翻盘”的安全区域加工轨迹进行实际加工，虽然加工结果边缘出现了欠加工现象，但是光学表面内部区域的面形误差包括中频误差都控制的非常好；对于光学表面边缘欠加工的区域，则选择使用更小尺寸的磨盘加工，更小尺寸的磨盘只加工光学表面边缘小范围区域而不加工光学表面内部大范围的区域，能够有效缩短整个光学表面的加工时间提高加工效率，解决了相关技术中由于加工轨迹必须位于光学表面一定的区域内导致虚拟加工后或实际加工后的面形残差中会存在严重的类周期结构的中频误差，进而影响非球面及自由曲面等光学表面的加工精度及加工周期；能够有效控制中频误差，从而有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

在上述实施例中，对于如何执行S103的计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间步骤并不做限定，本实施例中给出一种实施方式下计算方法，可包括如下步骤：

基于初加工光学表面的面形误差分布和第一磨盘尺寸确定对镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹。初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且镜面外部轨迹的尺寸不小于第二磨盘尺寸。

基于初始加工轨迹和第二去除函数，利用驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间。可利用驻留时间的卷积模型进行驻留时间求解，此时解算出来的驻留时间是规划至镜面外的边缘区域驻留时间分布。也应当注意这种规划至镜面外的边缘区域驻留时间由于磨头的“翻盘”问题，也不能用于实际加工。

裁剪初始加工轨迹，得到用于加工镜面边缘安全区域的第二加工轨迹，也即对规划至镜面外的边缘区域加工轨迹进行“留白”处理，裁剪后的加工轨迹为能够进行实际加工的镜面边缘区域加工轨迹。

根据第二加工轨迹裁剪第二初始驻留时间，得到加工镜面边缘安全区域的第二驻留时间。对第二初始驻留时间进行剪裁，剪裁后的驻留时间为能够进行实际加工的镜面边缘安全区域驻留时间。此时利用虚拟加工的卷积模型进行仿真，可以得到镜面边缘区域欠加工的面形残差分布，但是这一欠加工区域被压缩到更加靠近镜面边界的位置，其欠加工区域在靠近镜面边界处小于磨盘尺寸的一半。因此可以根据实际加工需要，选择小尺寸磨盘进行欠加工边界区域的控制，直至满足光学设计中有效口径和实际口径的目标。

由上可知，本发明实施例的小尺寸磨盘的加工轨迹虽然仅存在于镜光学表面边缘的小范围区域，在光学表面内部大范围区域不存在，但是由于加工轨迹依然规划到光学表面外，进而可有效修正光学表面边缘区域的低频及中频面形误差，可进一步提升光学表面的加工精度。

本申请还提供了另一种第二加工轨迹和第二驻留时间的计算方法，与上述方式并列，因此，可作为另一种可选的实施方式，可包括：

基于初加工光学表面的面形误差分布确定使第二磨盘在边缘安全区域进行光学加工不翻盘的第二加工轨迹；利用虚拟加工仿真模型计算边缘安全区域的第二驻留时间。

在本发明实施例中，小磨盘的加工轨迹是直接规划的不“翻盘”的边缘安全区域轨迹，然后进行虚拟加工仿真求解驻留时间，为了保证加工精度，需要实时关注光学表面安全区域的中频误差，确保光学表面安全区域的面形误差合理分布。

作为另外一种可选的实施方式，在进行小尺寸磨盘加工之前，可反复利用大尺寸磨盘进行光学加工，也即重复执行S101-S102步骤，加工次数可根据镜面内部区域面形低频及中频误差的收敛情况定。也就是说，在每次利用大尺寸磨盘加工完待加工光学表面的镜面内部安全区域之后，可先判断待加工光学表面的镜面内部区域面形低频及中频误差收敛是否符合预设收敛要求，若符合预设收敛要求，则重复利用第一磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至符合收敛要求，得到初加工光学表面。

可以理解的是，待加工光学表面在依次利用S102的大尺寸磨盘进行镜面内部安全区域加工和利用S104的小尺寸磨盘进行镜面边缘安全区域加工之后得到的光学表面不一定满足预设精度要求，那么就需要继续进行加工。影响加工后的光学表面的面形精度，无非就是加工后的光学表面的面形精度和镜面边缘安全区域的加工情况。鉴于此，本申请在S104之后，还可包括：

若加工后的光学表面的面形精度不符合预设精度要求，判断影响面形精度的加工区域为镜面内部安全区域还是镜面边缘安全区域；

若为镜面内部安全区域，则重复利用第一磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若为镜面边缘安全区域，则重复利用第二磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若无法判定镜面边缘安全区域还是镜面内部安全区域，则重复利用第一磨盘和第二磨盘交替对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求。

也就是说，如果加工后面形精度不满足要求，可直接重复S101-S104对待加工光学表面进行加工处理。具体来说，还可以细分为三种处理方法：如果镜面边缘区域显著影响面形精度，则重复步骤S103-S104，也即利用小尺寸磨盘对待加工光学表面进行光学加工；如果镜面内部区域显著影响面形精度，则重复步骤S101-S102，也即利用大尺寸磨盘对待加工光学表面进行光学加工；如果无法判断二者—镜面边缘区域和除镜面边缘区域外的镜面内部区域，哪一个对面形精度的影响更为显著，则直接重复S101-S104。

为了使本领域技术人员更加清楚明白本申请提供的技术方案，本申请还以圆角矩形的离轴非球面反射镜的某一轮加工为示意性例子阐述本申请利用大尺寸磨盘和小尺寸磨盘的组合加工过程，请参阅图2所示的流程示意图，可包括下述内容：

步骤1：利用公知的检测技术进行面形误差检测，获得面形误差分布如图3所示。

步骤2：基于步骤1中的面形误差分布选择合理的大尺寸磨盘及其产生的去除函数，如图4所示为材料去除率呈类高斯分布的去除函数。

步骤3：规划加工轨迹，但是将轨迹规划至镜面区域及镜面以外区域，规划出镜面以外的区域至少达到去除函数尺寸的一半，如图5所示。磨盘在对光学表面进行加工的过程中在光学表面的位置可如图6所示，其中A表示磨盘完全在镜面内部，B表示磨盘恰好处于镜面边缘安全区域边界，C表示磨盘处在镜面边缘非安全区域出现“翻盘”现象，C所示的即为传统小磨头等抛光工具存在边缘“翻盘”现象。

步骤4：根据步骤2的去除函数和步骤3的加工轨迹，利用驻留时间的卷积模型进行驻留时间求解，此时解算出来的驻留时间是规划至镜面外的全口径驻留时间分布如图7所示；相应的虚拟加工镜面全口径面形残差如图8可以看出面形残差小，中频误差控制较好。也应当注意这种规划至镜面外的全口径驻留时间由于磨头的“翻盘”问题，也不能用于实际加工。

步骤5：对规划至镜面外的全口径加工轨迹进行“留白”处理，也就是对规划至镜面外的全口径加工轨迹进行剪裁，仅剩余能够进行实际加工的边缘“留白”的镜面内部安全区域加工轨迹，如图9所示，其中L为保证不“翻盘”的安全距离。

步骤6：根据步骤5的加工轨迹对相应的步骤4的驻留时间也进行剪裁，剩余能够进行实际加工的边缘“留白”的镜面内部安全区域驻留时间，如图10。此时利用虚拟加工的卷积模型进行仿真，可以得到镜面边缘区域欠加工的面形残差分布，如图11所示。但是镜面内部区域面形残差小且中频误差控制的更好，镜面内部区域面形残差分布如图12所示，其按去除函数尺寸进行剪裁。

步骤7：将步骤6的驻留时间进行机床加工代码转换，并进行实际的光学加工。

步骤8：利用公知的检测技术再次进行面形误差检测，获得某一次大尺寸磨盘加工后的实际面形误差分布如图13所示。

步骤9：分析步骤8得到的大尺寸磨盘加工后的面形误差分布，判断面形精度满足需求。

步骤10：若面形精度不满足精度需求，则停止光学加工；若步骤9面形精度不满足精度需求，则选择继续加工，即执行步骤11。

步骤11：选择合理的小尺寸磨盘及其产生的去除函数。在进行步骤11之前，可以是进行了一次步骤1-9，也可以是反复多次进行步骤1-9，具体情况根据镜面内部区域面形低频及中频误差的收敛情况定。本实施实例经过步骤1-9后，判断镜面内部区域面形低频及中频误差收敛情况相对较好，不需要再次重复1-9，而是选择进行步骤11，选择的小尺寸磨盘产生的去除函数如图14。

步骤12：规划小尺寸磨盘的加工轨迹，其主要针对镜面边缘区域，此边缘区域尺寸和步骤1-9中大磨盘尺寸相当；同时这一边缘区域轨迹也规划到镜面之外，位于镜面外的轨迹尺寸至少和小磨盘尺寸的一半相当，如图15所示。

步骤13：根据步骤11的去除函数和步骤12的加工轨迹，利用驻留时间的卷积模型进行驻留时间求解，此时解算出来的驻留时间是规划至镜面外的边缘区域驻留时间分布，如图16所示；相应的虚拟加工镜面全口径面形残差如图17，可以看出面形残差小，中频误差控制较好。也应当注意这种规划至镜面外的边缘区域驻留时间由于磨头的“翻盘”问题，也不能用于实际加工。

步骤14：对规划至镜面外的边缘区域加工轨迹进行“留白”，也就是剪裁处理，剩余能够进行实际加工的镜面边缘区域加工轨迹。

步骤15：根据步骤14的加工轨迹对步骤13中解算的驻留时间继续剪裁，剩余能够进行实际加工的镜面边缘安全区域驻留时间，如图18所示。此时利用虚拟加工的卷积模型进行仿真，可以得到镜面边缘区域欠加工的面形残差分布如图19所示，但是这一欠加工区域被压缩到更加靠近镜面边界的位置，其欠加工区域在靠近镜面边界处小于磨盘尺寸的一半。因此可以根据实际加工需要，选择小尺寸磨盘进行欠加工边界区域的控制，直至满足光学设计中有效口径和实际口径的目标。

步骤16：将步骤15的驻留时间进行机床加工代码转换，并进行实际的光学加工。

步骤17：利用公知的检测技术再次进行面形误差检测，获得加工后的面形误差分布如图20所示。

步骤18：分析步骤17得到的加工后面形误差分布，加工后的面形误差也称为面形残差或面形残余误差，判断面形精度是否满足要求。

步骤19：若步骤17的加工后面形不满足要求，则需要继续加工。根据面形特点，若镜面边缘安全区域显著影响面形精度，重复步骤11-18；若镜面内部安全区域显著影响面形精度，重复步骤1-9；若无法判断镜面边缘安全区域还是镜面内部安全区域显著影响面形精度，则重复步骤1-18。

此外，为了证明本申请技术方案的优越性，本申请还给出一组对比实例。此对比实例给出应用已有公知方法进行加工后光学表面精度及误差分布。已有公知方法一般直接规划加工轨迹，为了避免磨头的“翻盘”问题，镜面边缘“留白”，然后使用一定尺寸的磨盘进行加工。如果磨盘尺寸选择较大，则加工后的面形误差中频部分严重，影响精度的进一步提升；如果磨盘尺寸选择的较小，则加工后的面形误差中频部分得到一定的抑制，但是加工周期长，影响了加工效率。初始面形精度选择如图3所示；选择一定尺寸的磨盘，其产生的去除函数选择如图4所示；进行加工轨迹规划，为了避免“翻盘”问题，规划的加工轨迹如图9所示，但是L尽量小。进行虚拟加工仿真，其虚拟加工后全口径面形误差如图21所示，对比图11本申请技术方案的结果，可以看出二者PV都有一定收敛，传统公知的方法均方根rms更小，但是传统公知方法加工后的面形出现了明显的“振荡”现象，这种中频误差对限制了光学表面的进一步加工。另外，同样选择光学表面内部子孔径区域进行对比，分别如图12和图22所示，可以看出本申请对于光学表面内部区域中频误差的控制明显由于已有公知的方法。

由上可知，本发明实施例利用大尺寸磨盘修正镜面内部区域面形误差；利用小尺寸磨盘修正边缘区域面形误差；不同尺寸的磨盘经过本申请的加工流程进行组合，能够有效实现非球面及自由曲面等光学表面面形误差的高精度收敛，有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本。

需要说明的是，本申请中各步骤之间没有严格的先后执行顺序，只要符合逻辑上的顺序，则这些步骤可以同时执行，也可按照某种预设顺序执行，图1-图2只是一种示意方式，并不代表只能是这样的执行顺序。

本发明实施例还针对计算机控制光学面形误差收敛加工方法提供了相应的装置，进一步使得所述方法更具有实用性。其中，装置可从功能模块的角度和硬件的角度分别说明。下面对本发明实施例提供的计算机控制光学面形误差收敛加工装置进行介绍，下文描述的计算机控制光学面形误差收敛加工装置与上文描述的计算机控制光学面形误差收敛加工方法可相互对应参照。

基于功能模块的角度，参见图23，图23为本发明实施例提供的计算机控制光学面形误差收敛加工装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

大磨盘加工参数确定模块231，用于根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间；全口径轨迹包括镜面区域和镜外区域，镜外区域的面积不小于第一去除函数尺寸值的一半；第一加工轨迹用于实际加工镜面内部安全区域的轨迹，第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于实际加工轨迹计算得到。

大磨盘光学加工模块232，用于发送利用第一磨盘基于第一加工轨迹对待加工光学表面的镜面内部安全区域进行第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面。

小磨盘加工参数确定模块233，用于若初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间；第二磨盘尺寸小于第一磨盘尺寸。

小磨盘光学加工模块234，用于发送利用第二磨盘基于第二加工轨迹对待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行第二驻留时间的光学加工的指令；第二加工轨迹用于加工镜面边缘安全区域的轨迹。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述小磨盘光学加工模块234可以包括：

初始加工轨迹计算子模块，用于基于初加工光学表面的面形误差分布和第一磨盘尺寸确定对镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹；初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且镜面外部轨迹的尺寸不小于第二磨盘尺寸；

初始驻留时间计算子模块，用于基于初始加工轨迹和第二去除函数，利用驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间；

实际加工轨迹计算子模块，用于裁剪初始加工轨迹，得到用于加工镜面边缘安全区域的第二加工轨迹；

实际驻留时间计算子模块，用于根据第二加工轨迹裁剪第二初始驻留时间，得到加工镜面边缘安全区域的第二驻留时间。

在本实施例的另一些实施方式中，所述小磨盘光学加工模块234具体可以用于基于初加工光学表面的面形误差分布确定使第二磨盘在边缘安全区域进行光学加工不翻盘的第二加工轨迹；利用虚拟加工仿真模型计算边缘安全区域的第二驻留时间。

在本实施例的另外一些实施方式中，所述大磨盘加工参数确定模块231具体可用于基于全口径轨迹和第一去除函数，利用驻留时间卷积模型计算得到第一初始驻留时间；裁剪全口径轨迹，得到用于加工镜面内部安全区域的第一加工轨迹；根据第一加工轨迹裁剪第一初始驻留时间，得到加工镜面内部安全区域的第一驻留时间。

作为另外一种可选的实施方式，所述装置例如还可以包括重复加工模块，所述重复加工模块可包括：

判断子模块，用于若加工后的光学表面的面形精度不符合预设精度要求，判断影响面形精度的加工区域为镜面内部安全区域还是镜面边缘安全区域；

第一重复加工子模块，用于若为镜面内部安全区域，则重复利用第一磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

第二重复加工子模块，用于若为镜面边缘安全区域，则重复利用第二磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

第三重复加工子模块，用于若无法判定镜面边缘安全区域还是镜面内部安全区域，则重复利用第一磨盘和第二磨盘交替对待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求。

此外，在另外一些实施方式中，所述装置例如还可以包括初始重复加工模块，所述初始重复加工模块用于若待加工光学表面的镜面内部区域面形低频及中频误差收敛不符合预设收敛要求，重复利用第一磨盘对待加工光学表面进行光学加工直至符合收敛要求，得到初加工光学表面。

本发明实施例所述计算机控制光学面形误差收敛加工装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例可针对性地解决加工轨迹镜面边缘“留白”时，光学表面加工过程中存在中频误差严重的问题，有效控制中频误差，有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

上文中提到的计算机控制光学面形误差收敛加工装置是从功能模块的角度描述，进一步的，本申请还提供一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置，是从硬件角度描述。图24为本申请实施例提供的另一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置的结构图。如图24所示，该装置包括存储器240，用于存储计算机程序；

处理器241，用于执行计算机程序时实现如上述任一实施例提到的计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

其中，处理器241可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器241可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器241也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器241可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器241还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器240可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器240还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器240至少用于存储以下计算机程序2401，其中，该计算机程序被处理器241加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的计算机控制光学面形误差收敛加工方法的相关步骤。另外，存储器240所存储的资源还可以包括操作系统2402和数据2403等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统2402可以包括Windows、Unix、Linux等。数据2403可以包括但不限于测试结果对应的数据等。

在一些实施例中，计算机控制光学面形误差收敛加工装置还可包括有显示屏242、输入输出接口243、通信接口244、电源245以及通信总线246，例如还可包括传感器247。

本领域技术人员可以理解，图24中示出的结构并不构成对计算机控制光学面形误差收敛加工装置的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，例如传感器247。

本发明实施例所述计算机控制光学面形误差收敛加工装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例可针对性地解决加工轨迹镜面边缘“留白”时，光学表面加工过程中存在中频误差严重的问题，有效控制中频误差，有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

可以理解的是，如果上述实施例中的计算机控制光学面形误差收敛加工方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于此，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机控制光学面形误差收敛加工程序，所述计算机控制光学面形误差收敛加工程序被处理器执行时如上任意一实施例所述计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例可针对性地解决加工轨迹镜面边缘“留白”时，光学表面加工过程中存在中频误差严重的问题，有效控制中频误差，有效提高光学表面尤其是光学非球面及自由曲面等复杂光学表面的加工效率和加工精度，缩短制造周期，降低加工成本，促进小磨头等工具在光学制造领域的普遍应用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上对本申请所提供的一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法、装置及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种计算机控制光学面形误差收敛加工方法，其特征在于，包括：

根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间；

发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面；

若所述初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间；所述第二磨盘尺寸小于所述第一磨盘尺寸；

发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令；

其中，所述全口径加工轨迹包括镜面区域和镜外区域，所述镜外区域的面积不小于所述第一去除函数尺寸值的一半；所述第一加工轨迹用于实际加工所述镜面内部安全区域的轨迹，所述第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于实际加工轨迹计算得到；所述第二加工轨迹用于加工所述镜面边缘安全区域的轨迹；

所述计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间包括：

基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定使所述第二磨盘在所述边缘安全区域进行光学加工不翻盘的第二加工轨迹；利用虚拟加工仿真模型计算所述边缘安全区域的第二驻留时间；

所述计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间包括：

基于所述初加工光学表面的面形误差分布和所述第一磨盘尺寸确定对所述镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹；所述初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且所述镜面外部轨迹的尺寸不小于所述第二磨盘尺寸；基于所述初始加工轨迹和所述第二去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间；裁剪所述初始加工轨迹，得到用于加工所述镜面边缘安全区域的第二加工轨迹；根据所述第二加工轨迹裁剪所述第二初始驻留时间，得到加工所述镜面边缘安全区域的第二驻留时间；

所述计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间包括：

基于所述全口径加工轨迹和所述第一去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第一初始驻留时间；裁剪所述全口径加工轨迹，得到用于加工所述镜面内部安全区域的第一加工轨迹；根据所述第一加工轨迹裁剪所述第一初始驻留时间，得到加工所述镜面内部安全区域的第一驻留时间。

2.根据权利要求1所述的计算机控制光学面形误差收敛加工方法，其特征在于，所述发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令之后，还包括：

若加工后的光学表面的面形精度不符合预设精度要求，判断影响面形精度的加工区域为所述镜面内部安全区域还是所述镜面边缘安全区域；

若为所述镜面内部安全区域，则重复利用所述第一磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若为所述镜面边缘安全区域，则重复利用所述第二磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求；

若无法判定所述镜面边缘安全区域还是所述镜面内部安全区域，则重复利用所述第一磨盘和所述第二磨盘交替对所述待加工光学表面进行光学加工直至加工后的光学表面符合面形精度要求。

3.根据权利要求2所述的计算机控制光学面形误差收敛加工方法，其特征在于，所述发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面之后，还包括：

若所述待加工光学表面的镜面内部区域面形低频及中频误差收敛不符合预设收敛要求，重复利用所述第一磨盘对所述待加工光学表面进行光学加工直至符合收敛要求，得到所述初加工光学表面。

4.一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置，其特征在于，包括：

大磨盘加工参数确定模块，用于根据待加工光学表面的面形误差分布确定全口径加工轨迹、第一磨盘尺寸及相应的第一去除函数，并计算得到第一加工轨迹和第一驻留时间；所述全口径加工轨迹包括镜面区域和镜外区域，所述镜外区域的面积不小于所述第一去除函数尺寸值的一半；所述第一加工轨迹用于实际加工所述镜面内部安全区域的轨迹，所述第一驻留时间为利用驻留时间卷积模型并基于实际加工轨迹计算得到；

大磨盘光学加工模块，用于发送利用所述第一磨盘基于所述第一加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面内部安全区域进行所述第一驻留时间的光学加工的指令，以得到初加工光学表面；

小磨盘加工参数确定模块，用于若所述初加工光学表面的面形精度不符合预设精度要求，则基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定第二磨盘尺寸及相应的第二去除函数，并计算得到第二加工轨迹和第二驻留时间；所述第二磨盘尺寸小于所述第一磨盘尺寸；

小磨盘光学加工模块，用于发送利用所述第二磨盘基于所述第二加工轨迹对所述待加工光学表面的镜面边缘安全区域进行所述第二驻留时间的光学加工的指令；所述第二加工轨迹用于加工所述镜面边缘安全区域的轨迹；

其中，所述小磨盘加工参数确定模块还用于：基于所述初加工光学表面的面形误差分布确定使所述第二磨盘在所述边缘安全区域进行光学加工不翻盘的第二加工轨迹；利用虚拟加工仿真模型计算所述边缘安全区域的第二驻留时间；所述小磨盘加工参数确定模块包括：

初始加工轨迹计算子模块，用于基于所述初加工光学表面的面形误差分布和所述第一磨盘尺寸确定对所述镜面边缘安全区域进行光学加工的初始加工轨迹；所述初始加工轨迹包括镜面内部轨迹和镜面外部轨迹，且所述镜面外部轨迹的尺寸不小于所述第二磨盘尺寸；

初始驻留时间计算子模块，用于基于所述初始加工轨迹和所述第二去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第二初始驻留时间；

实际加工轨迹计算子模块，用于裁剪所述初始加工轨迹，得到用于加工所述镜面边缘安全区域的第二加工轨迹；

实际驻留时间计算子模块，用于根据所述第二加工轨迹裁剪所述第二初始驻留时间，得到加工所述镜面边缘安全区域的第二驻留时间；

所述大磨盘加工参数确定模块还用于：基于所述全口径加工轨迹和所述第一去除函数，利用所述驻留时间卷积模型计算得到第一初始驻留时间；裁剪所述全口径加工轨迹，得到用于加工所述镜面内部安全区域的第一加工轨迹；根据所述第一加工轨迹裁剪所述第一初始驻留时间，得到加工所述镜面内部安全区域的第一驻留时间。

5.一种计算机控制光学面形误差收敛加工装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至3任一项所述计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机控制光学面形误差收敛加工程序，所述计算机控制光学面形误差收敛加工程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述计算机控制光学面形误差收敛加工方法的步骤。

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