CN116309124B - 一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116309124B CN116309124B CN202310114631.5A CN202310114631A CN116309124B CN 116309124 B CN116309124 B CN 116309124B CN 202310114631 A CN202310114631 A CN 202310114631A CN 116309124 B CN116309124 B CN 116309124B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- curved surface
- curve
- processed
- data
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 156
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001900 extreme ultraviolet lithography Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T3/00—Geometric image transformation in the plane of the image
- G06T3/40—Scaling the whole image or part thereof
- G06T3/4007—Interpolation-based scaling, e.g. bilinear interpolation
-
- G06T5/80—
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/10—Image acquisition modality
- G06T2207/10028—Range image; Depth image; 3D point clouds
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
本发明提供了一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质,该方法包括:获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据和对应的标准权重比例曲线;根据初始表面点云数据,得到实际权重比例曲线;根据实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,得到投影面积偏差值,若投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,且中心区域产生了尖点,则对目标区域数据进行反向补偿处理,得到修正后区域数据;根据修正后区域数据,对待处理光学曲面模具进行修正。本发明是对待处理光学曲面模具的中心区域的每个坐标点均进行反向补偿处理,并通过设置不同比例系数来对尖点进行修正,以使待处理光学曲面模具的尖点修正更为精准,提高修正后光学曲面模具的表面光学性能。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域,特别是涉及一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质。
背景技术
随着光通信产品的小型化和精密化,对光学非球面高精度光学玻璃透镜的需求日益增加。光学非球面透镜广泛应用于航天、航空、天文、电子以及光通信领域。光学非球面模具,也称为光学曲面模具,是透镜制造的重要手段。
传统的光学曲面模具加工工艺中,存在精度较低、尖点检测不精确且消除困难等问题,且传统的补偿方法易产生光学曲面模具的光学非球面局部尖点,对局部尖点的抑制性较差。
发明内容
针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
根据本申请的一个方面,提供一种光学曲面模具的修正方法,包括如下步骤:
S100、获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据和对应的标准权重比例曲线;
S200、通过双线性插值算法,对初始表面点云数据进行处理,得到密集表面点云数据;
S300、对密集表面点云数据进行权重计算,得到对应的实际点云权重;
S400、根据实际点云权重,得到实际权重比例曲线;
S500、根据实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,得到投影面积偏差值;
S600、若投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,则执行步骤S700;
S700、根据待处理光学曲面模具的曲面局部曲线,判断待处理光学曲面模具的中心区域是否产生了尖点,若待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800;
S800、根据实际权重比例曲线,对目标区域数据进行反向补偿处理,得到修正后区域数据;
S900、根据修正后区域数据,控制模具修正机器对待处理光学曲面模具进行修正。
在本申请的一种示例性实施例中,投影面积偏差值通过以下方法确定:
S510、根据实际权重比例曲线的每一坐标点对应的实际点云权重,得到实际点云权重集N=(N1,N2,...,Nq,...,Nm);其中,q=1,2,...,m,m为实际权重比例曲线的坐标点的数量,Nq为实际权重比例曲线中第q个坐标点的实际点云权重;
S520、根据标准权重比例曲线的每个坐标点,得到标准点云权重集P=(P1,P2,...,Pq,...,Pm);Pq=(Pq1,Pq2);其中,Pq为标准权重比例曲线中第q个坐标点的标准信息;Pq1为Pq对应的坐标点所对应的标准高度;Pq2为Pq对应的标准点云权重;
S530、确定投影面积偏差值E=∑m-1 q=1(P(q+1)1-Pq1)(Nq-Pq2)。
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S700包括:
S710、获取待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率,以得到待处理光学曲面模具的曲面局部曲线;曲面局部曲线用于表示待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率变化情况;
S720、若曲面局部曲线的曲率为零处的坐标点的横坐标不在预设的曲率范围内,则确定待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,并将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,执行步骤S800;否则,确定待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点。
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S800包括:
S810、根据实际权重比例曲线中每一目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标,得到曲线横坐标集X=(X1,X2,...,Xv,...,Xw);其中,v=1,2,...,w,w为实际权重比例曲线中目标区域数据的数量,Xv为实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标;
S820、对实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点进行反向补偿处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度 其中,Rbase为待处理光学曲面模具的基圆半径;A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8均为预设的比例系数。
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S700,还包括:
S731、获取曲面局部曲线对应的平均曲率误差;
S732、若平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800。
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S732,还包括:
S733、若平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点,则执行步骤S734;
S734、根据实际权重比例曲线,对中心区域对应的密集表面点云数据进行修正处理,得到修正后区域数据,并执行步骤S900。
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S734包括:
S7341、根据实际权重比例曲线中对应的中心区域处的每一密集表面点云数据的曲线横坐标,得到中心区域横坐标集Y=(Y1,Y2,...,Ya,...,Yb);其中,a=1,2,...,b,b为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的密集表面点云数据的数量,Ya为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据的曲线横坐标;
S7342、对实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据进行修正处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度
在本申请的一种示例性实施例中,步骤S600还包括:
S601、若投影面积偏差值大于或等于预设的偏差阈值,则控制模具磨削机器对待处理光学曲面模具进行磨削处理,并实时获取投影面积偏差值,直至投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,并执行步骤S700。
根据本申请的一个方面,提供一种非瞬时性计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现所述光学曲面模具的修正方法。
根据本申请的一个方面,提供一种电子设备,包括处理器和所述的非瞬时性计算机可读存储介质。
本发明至少具有以下有益效果:
本发明通过获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据,得到实际权重比例曲线,根据实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,确定投影面积偏差值,将其与预设的偏差阈值进行比较,并对待处理光学曲面模具进行尖点检测,若其中心区域产生了尖点,则对中心区域进行反向补偿处理,得到修正后光学曲面模具,以消除待处理光学曲面模具的局部尖点,相比与传统的法向磨削补偿法,本发明是对待处理光学曲面模具的中心区域的每个坐标点均进行反向补偿处理,并通过设置不同比例系数来对尖点进行修正,以使待处理光学曲面模具的尖点修正更为精准,提高修正后光学曲面模具的表面光学性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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光学曲面模具的修正方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,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,本领域技术人员在没有作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。
超精密加工在先进光学、航空航天、国防工业、集成电路制造等众多尖端技术领域占据着不可替代的位置,如激光核聚变光学系统、先进制导定位系统、激光雷达系统、极紫外光刻机光学系统等。光学曲面模具加工工艺是超精密加工工艺的代表之一,光学非球面因其表面自由度较大,可以针对性地提供或矫正不同的轴上或轴外像差,同时满足现代光学系统高性能、轻量化和微型化的要求,逐渐成为现代光学工程领域的热点,高精度、批量化生产光学曲面透镜及其阵列已成为航天、军事国防领域迫切需要解决的制造难题。
但传统的光学曲面模具加工工艺中,存在精度较低、尖点检测不精确且消除困难等问题,所以,提出本发明的光学曲面模具的修正方法。
一种光学曲面模具的修正方法,应用于光学曲面模具的单点斜轴砂轮磨削工艺中,如图1所示,包括如下步骤:
S100、获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据和对应的标准权重比例曲线;
待处理光学曲面模具为在单点斜轴砂轮磨削中需要进行尖点检测的光学曲面模具,点云是一个数据集,可以通过UA3P来进行测量,其中包括若干个点,每个点代表一组三维几何坐标和一个强度值,强度值为根据物体表面反射率记录返回信号的强度,点云即空间中代表三维形状或对象的数据点集合,可以通过点云来实现数字高程模型、数字地形模型等模型的建立,即点云用数字化的方式对物理世界进行真实表达,所以,在对待处理光学曲面模具进行尖点检测以实现对其进行补偿修正的方法中,先获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据,初始表面点云数据即待处理光学曲面模具在未经过处理前的表面的点云数据。
待处理光学曲面模具的材料可以为钨钢,由于钨钢非球面模具属于硬度较高的材料,传统的超精密切削工艺难以加工,所以,本发明在传统超精密车削的基础上,提出慢刀伺服单点斜轴磨削工艺,将金刚石刀具用金刚石砂轮进行代替,通过C轴、B轴、X轴与Z轴联动进行超精密慢刀伺服单点斜轴磨削,实现钨钢光学非球面模具的高精度加工。
标准权重比例曲线为曲面在标准状态时的区域权重比例曲线,曲面的标准状态为曲面接近完美状态,即不存在尖点等缺陷的状态,标准权重比例曲线通过软件拟合得到。
S200、通过双线性插值算法,对初始表面点云数据进行处理,得到密集表面点云数据;
双线性插值算法又称为双线性内插算法,其是在数值分析中的一种现有的插值算法,用于将获得的待处理光学曲面模具的初始表面点云数据进行插值运算,得到更为密集的表面点云数据,即密集表面点云数据。
初始表面点云数据可以通过matlab等数据处理软件进行双线性插值算法,得到密集表面点云数据,使得到的待处理光学曲面模具上的点更为丰富,提高后续处理的精确度,以检测到更为精准的目标区域。
S300、对密集表面点云数据进行权重计算,得到对应的实际点云权重;
对待处理光学曲面模具以高度进行区间划分,对不同的高度区间内的密集表面点云数据进行权重计算,得到每个高度区间对应的实际点云权重。对待处理光学曲面模具上不同高度区间对应的密集表面点云数据进行权重计算,以使得到的待处理光学曲面模具的实际权重比例曲线可以准确的表示对应的待处理光学曲面模具的三维真实状态。
S400、根据实际点云权重,得到实际权重比例曲线;
每个高度区间都具有一个实际点云权重,每个高度区间内又有若干个密集表面点云数据,对每个密集表面点云数据赋予对应的高度区间的实际点云权重,再进行加权处理,得到加权后的密集表面点云数据,通过每个加权后的密集表面点云数据,绘制区域权重比例曲线,即实际权重比例曲线。
S500、根据实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,得到投影面积偏差值;
S600、若投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,则执行步骤S700;
确定出实际权重比例曲线后,将其与标准权重比例曲线进行比较,得到投影面积偏差值,投影面积偏差值表示实际权重比例曲线和标准权重比例曲线的比例偏差指标,用来表征待处理光学曲面模具的磨削质量,查看待处理光学曲面模具的当前磨削水平与标准光学曲面模具的表面水平之间的差距。
进一步,步骤S600还包括:
S601、若投影面积偏差值大于或等于预设的偏差阈值,则控制模具磨削机器对待处理光学曲面模具进行磨削处理,并实时获取投影面积偏差值,直至投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,并执行步骤S700;
确定出投影面积偏差值后,将其与提前预设的偏差阈值进行对比,若投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,则表示此时的待处理光学曲面模具与标准光学曲面模具之间的误差在合格范围内,符合进行尖点检测的标准,继续执行步骤S700;若投影面积偏差值大于或等于预设的偏差阈值,则表示此时的待处理光学曲面模具与标准光学曲面模具之间的误差过大,不在合格范围内,不符合进行尖点检测的标准,还需要对待处理光学曲面模具进行再次磨削,在待处理光学曲面模具再次磨削过程中,实时获取待处理光学曲面模具的当前状态的投影面积偏差值,直到当前确定的投影面积偏差值小于预设的偏差阈值时,表示此时的待处理光学曲面模具是符合进行后续尖点检测的标准的,再以当前状态的待处理光学曲面模具作为步骤S100中的待处理光学曲面模具,重新执行步骤S100,获取此时的待处理光学曲面模具的点云数据,绘制实际权重比例曲线,继续执行步骤S700。
进一步,投影面积偏差值通过以下方法确定:
S510、根据实际权重比例曲线的每一坐标点对应的实际点云权重,得到实际点云权重集N=(N1,N2,...,Nq,...,Nm);其中,q=1,2,...,m,m为实际权重比例曲线的坐标点的数量,Nq为实际权重比例曲线中第q个坐标点的实际点云权重;
S520、根据标准权重比例曲线的每个坐标点,得到标准点云权重集P=(P1,P2,...,Pq,...,Pm);Pq=(Pq1,Pq2);其中,Pq为标准权重比例曲线中第q个坐标点的标准信息;Pq1为Pq对应的坐标点所对应的标准高度;Pq2为Pq对应的标准点云权重;
S530、确定投影面积偏差值E=∑m-1 q=1(P(q+1)1-Pq1)(Nq-Pq2)。
根据实际权重比例曲线的每个坐标点与标准权重比例曲线的对应的每个坐标点,计算投影面积偏差值,先获取实际权重比例曲线的每个坐标点的纵坐标,即实际点云权重,再获取标准权重比例曲线的每个坐标点的纵坐标和横坐标,即标准点云权重和标准高度,将标准权重比例曲线的后一坐标点的横坐标与当前坐标点的横坐标做差值,将实际权重比例曲线的当前坐标点的纵坐标与标准权重比例曲线的当前坐标点的纵坐标做差值,再将两个差值进行乘积,遍历实际权重比例曲线中所有的坐标点,将得到的乘积求和,得到对应的投影面积偏差值。
S700、根据待处理光学曲面模具的曲面局部曲线,判断待处理光学曲面模具的中心区域是否产生了尖点,若待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800;
步骤S700为待处理光学曲面模具的尖点检测方法,对待处理光学曲面模具的中心区域进行尖点检测,来查看待处理光学曲面模具的中心区域是否存在尖点,若存在尖点,则对其进行补偿,执行步骤S800;若不存在尖点,则执行步骤S731,通过确定平均曲率误差,来对待处理光学曲面模具进行修正,以得到修正后的光学曲面模具。
进一步,步骤S700包括:
S710、获取待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率,以得到待处理光学曲面模具的曲面局部曲线;曲面局部曲线用于表示待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率变化情况;
S720、若曲面局部曲线的曲率为零处的坐标点的横坐标不在预设的曲率范围内,则确定待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,并将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,执行步骤S800;否则,确定待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点;
根据待处理光学曲面模具的曲面局部曲线对待处理光学曲面模具进行尖点检测,曲面局部曲线通过待处理光学曲面模具的点云数据得到,曲面局部曲线为根据待处理光学曲面模具的若干曲面的曲率进行绘制的曲线,根据曲面局部曲线,可以获得待处理光学曲面模具的不同位置对应的局部曲率,查看曲面局部曲线中曲率为零的坐标点,即待处理光学曲面模具的中心区域位置,若其横坐标不在预设的曲率范围内,即发生了偏移,即横坐标没有在设定的正常范围内,则表示其发生了偏移,此时,则表示待处理光学曲面模具的中心区域发生了尖点,将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,继续执行步骤S800;若曲面局部曲线中曲率为零的坐标点的横坐标没有发生偏移,则表示待处理光学曲面模具的中心区域是符合尖点检测标准的,不存在尖点,则无需对其进行补偿,表示此时的待处理光学曲面模具不需要进行补偿修正。
S731、获取曲面局部曲线对应的平均曲率误差;
S732、若平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将密集表面点云数据中尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800;
此外,在待处理光学曲面模具进行补偿修正时,还需要考虑待处理光学曲面模具的平均曲率误差,根据待处理光学曲面模具的平均曲率误差和是否存在尖点,来对待处理光学曲面模具进行补偿修正,提高了待处理光学曲面模具的修正精度。
进一步,步骤S732还包括:
S733、若平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点,则执行步骤S734;
S734、根据实际权重比例曲线,对中心区域对应的密集表面点云数据进行修正处理,得到修正后区域数据,并执行步骤S900。
根据曲面局部曲线,得到曲面局部曲线中最大曲率误差和最小曲率误差,再对此二值进行平均处理,得到曲面局部曲线对应的平均曲率误差,若平均曲率误差小于或等于预设的曲率误差阈值,则表示此时的待处理光学曲面模具符合正常模具标准,无需进行补偿修正;若平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,则表示此时的待处理光学曲面模具不符合正常模具标准,需要对其进行补偿修正,但在补偿修正前,还需要对其进行尖点检测,若待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则需要对其进行反向补偿处理,执行步骤S800;若待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点,则需要对其进行修正处理,执行步骤S734。
进一步,步骤S734包括:
S7341、根据实际权重比例曲线中对应的中心区域处的每一密集表面点云数据的曲线横坐标,得到中心区域横坐标集Y=(Y1,Y2,...,Ya,...,Yb);其中,a=1,2,...,b,b为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的密集表面点云数据的数量,Ya为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据的曲线横坐标;
S7342、对实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据进行修正处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度
步骤S734为修正处理的方法,获取待处理光学曲面模具的中心区域在实际权重比例曲线中对应的每个坐标点的横坐标,中心区域的选取根据实际应用情况而定,也可根据本领域技术人员的确定标准而定,对待处理光学曲面模具的中心区域的每个密集表面点云数据都进行修正处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度,再根据若干个修正后区域数据,构成待处理光学曲面模具的修正后中心区域,得到修正后中心区域后,即可根据修正后中心区域对应的实际权重比例曲线获得修正后光学曲面模具。
S800、根据实际权重比例曲线,对目标区域数据进行反向补偿处理,得到修正后区域数据;
反向补偿处理为针对待处理光学曲面模具出现尖点时所做的消除尖点的处理方法。
进一步,步骤S800包括:
S810、根据实际权重比例曲线中每一目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标,得到曲线横坐标集X=(X1,X2,...,Xv,...,Xw);其中,v=1,2,...,w,w为实际权重比例曲线中目标区域数据的数量,Xv为实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标;
S820、对实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点进行反向补偿处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度 其中,Rbase为待处理光学曲面模具的基圆半径;A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8均为预设的比例系数;
反向补偿处理与修正处理的方法类似,反向补偿处理中,获取实际权重比例曲线中每一目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标,目标区域数据即发生了尖点的中心区域对应的密集表面点云数据,再对目标区域数据对应的密集表面点云数据进行反向补偿,以消除尖点,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度,若干个修正后区域数据构成修正后中心区域,修正后中心区域即不存在尖点的中心区域,反向补偿处理针对目标区域数据采用离散插值算法,对补偿轨迹方程进行局部修正,实现对待处理光学曲面模具的高精度磨削。
目标区域数据对应的目标区域的范围确定方法与中心区域的确定方法相同,可以根据技术人员来自行划定范围,也可以设置一个尖点阈值,若中心区域的坐标点的坐标超过此尖点阈值,则将对应的坐标点进行标记,最后统计标记的坐标点,得到目标区域。
由于传统的法向磨削补偿法容易造成待处理光学曲面模具的局部尖点,对待处理光学曲面模具的表面光学性能影响较大,所以,提出本发明的反向补偿处理方法和修正处理方法,来消除待处理光学曲面模具的局部尖点,提高待处理光学曲面模具的表面光学性能。
S900、根据修正后区域数据,控制模具修正机器对待处理光学曲面模具进行修正。
根据待处理光学曲面模具的尖点检测,来确定待处理光学曲面模具是否出现尖点,若出现尖点,则对目标区域进行反向补偿处理,得到修正后尖点区域,再根据修正后尖点区域,对待处理光学曲面模具进行磨削处理,以消除待处理光学曲面模具的尖点,得到修正后光学曲面模具,修正后光学曲面模具即不存在尖点的符合行业标准的光学曲面模具。
本发明通过获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据,得到实际权重比例曲线,根据实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,确定投影面积偏差值,将其与预设的偏差阈值进行比较,并对待处理光学曲面模具进行尖点检测,若其中心区域产生了尖点,则对中心区域进行反向补偿处理,得到修正后光学曲面模具,以消除待处理光学曲面模具的局部尖点,相比与传统的法向磨削补偿法,本发明是对待处理光学曲面模具的中心区域的每个坐标点均进行反向补偿处理,并通过设置不同比例系数来对尖点进行修正,以使待处理光学曲面模具的尖点修正更为精准,提高修正后光学曲面模具的表面光学性能。
本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质,该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序,该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。
本发明的实施例还提供了一种电子设备,包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种光学曲面模具的修正方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S100、获取待处理光学曲面模具的初始表面点云数据和对应的标准权重比例曲线;
S200、通过双线性插值算法,对所述初始表面点云数据进行处理,得到密集表面点云数据;
S300、对所述密集表面点云数据进行权重计算,得到对应的实际点云权重;
S400、根据所述实际点云权重,得到实际权重比例曲线;
S500、根据所述实际权重比例曲线和标准权重比例曲线,得到投影面积偏差值;
S600、若所述投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,则执行步骤S700;
S700、根据所述待处理光学曲面模具的曲面局部曲线,判断所述待处理光学曲面模具的中心区域是否产生了尖点,若所述待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将所述密集表面点云数据中所述尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800;
S800、根据所述实际权重比例曲线,对所述目标区域数据进行反向补偿处理,得到修正后区域数据;
S900、根据所述修正后区域数据,控制模具修正机器对所述待处理光学曲面模具进行修正。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述投影面积偏差值,通过以下方法确定:
S510、根据所述实际权重比例曲线的每一坐标点对应的实际点云权重,得到实际点云权重集N=(N1,N2,...,Nq,...,Nm);其中,q=1,2,...,m,m为实际权重比例曲线的坐标点的数量,Nq为实际权重比例曲线中第q个坐标点的实际点云权重;
S520、根据所述标准权重比例曲线的每个坐标点,得到标准点云权重集P=(P1,P2,...,Pq,...,Pm);Pq=(Pq1,Pq2);其中,Pq为标准权重比例曲线中第q个坐标点的标准信息;Pq1为Pq对应的坐标点所对应的标准高度;Pq2为Pq对应的标准点云权重;
S530、确定投影面积偏差值E=∑m-1 q=1(P(q+1)1-Pq1)(Nq-Pq2)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S700包括:
S710、获取所述待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率,以得到所述待处理光学曲面模具的曲面局部曲线;所述曲面局部曲线用于表示所述待处理光学曲面模具的若干个曲面的曲率变化情况;
S720、若所述曲面局部曲线的曲率为零处的坐标点的横坐标不在预设的曲率范围内,则确定所述待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,并将所述密集表面点云数据中所述尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,执行步骤S800;否则,确定所述待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S800包括:
S810、根据所述实际权重比例曲线中每一目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标,得到曲线横坐标集X=(X1,X2,...,Xv,...,Xw);其中,v=1,2,...,w,w为实际权重比例曲线中目标区域数据的数量,Xv为实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点的曲线横坐标;
S820、对所述实际权重比例曲线中第v个目标区域数据对应的坐标点进行反向补偿处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度 其中,Rbase为所述待处理光学曲面模具的基圆半径;A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8均为预设的比例系数。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤S700,还包括:
S731、获取所述曲面局部曲线对应的平均曲率误差;
S732、若所述平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且所述待处理光学曲面模具的中心区域产生了尖点,则将所述密集表面点云数据中所述尖点所在的区域对应的数据确定为目标区域数据,并执行步骤S800。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤S732,还包括:
S733、若所述平均曲率误差大于预设的曲率误差阈值,且所述待处理光学曲面模具的中心区域没有产生尖点,则执行步骤S734;
S734、根据所述实际权重比例曲线,对所述中心区域对应的密集表面点云数据进行修正处理,得到修正后区域数据,并执行步骤S900。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述步骤S734包括:
S7341、根据所述实际权重比例曲线中对应的中心区域处的每一密集表面点云数据的曲线横坐标,得到中心区域横坐标集Y=(Y1,Y2,...,Ya,...,Yb);其中,a=1,2,...,b,b为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的密集表面点云数据的数量,Ya为实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据的曲线横坐标;
S7342、对所述实际权重比例曲线中对应的中心区域处的第a个密集表面点云数据进行修正处理,得到对应的修正后区域数据的磨削轨迹修正高度
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤S600还包括:
S601、若所述投影面积偏差值大于或等于预设的偏差阈值,则控制模具磨削机器对所述待处理光学曲面模具进行磨削处理,并实时获取投影面积偏差值,直至投影面积偏差值小于预设的偏差阈值,并执行步骤S700。
9.一种非瞬时性计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序,其特征在于,所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8中任意一项的所述方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和权利要求9中所述的非瞬时性计算机可读存储介质。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310114631.5A CN116309124B (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310114631.5A CN116309124B (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116309124A CN116309124A (zh) | 2023-06-23 |
CN116309124B true CN116309124B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=86789786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310114631.5A Active CN116309124B (zh) | 2023-02-15 | 2023-02-15 | 一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116309124B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101403907A (zh) * | 2008-11-12 | 2009-04-08 | 山东理工大学 | 散乱点云数据的五坐标nc刀轨快速生成方法 |
CN101887477A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-17 | 温州大学 | 根据脚型多幅图像定制数字化鞋楦的方法 |
CN105373664A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-03-02 | 大连理工大学 | 一种特种传动曲面五轴铣削力建模方法 |
CN109158617A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-08 | 天津大学 | 控制点驱动投影生成自由曲面车削刀具路径的方法 |
CN110091333A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 上海交通大学 | 复杂曲面表面焊缝特征识别和自动磨抛的装置及方法 |
CN110345921A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-10-18 | 中国农业大学 | 立体视场视觉测量及垂轴像差和轴向像差校正方法及系统 |
CN110580451A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-17 | 青岛根尖智能科技有限公司 | 一种基于三维优化子曲面的人脸识别方法及系统 |
CN111413923A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 辽宁省交通高等专科学校 | 一种用于复杂曲面加工的高速精密加工系统及方法 |
CN111699410A (zh) * | 2019-05-29 | 2020-09-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 点云的处理方法、设备和计算机可读存储介质 |
CN114510771A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-05-17 | 深圳小库科技有限公司 | 建筑曲面的模具生成方法、装置、设备及计算机可读介质 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3230784A1 (fr) * | 2014-12-09 | 2017-10-18 | Bioaxial SAS | Procédé et dispositif de mesure optique |
CN110349252B (zh) * | 2019-06-30 | 2020-12-08 | 华中科技大学 | 一种基于点云边界构建小曲率零件实际加工曲线的方法 |
-
2023
- 2023-02-15 CN CN202310114631.5A patent/CN116309124B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101403907A (zh) * | 2008-11-12 | 2009-04-08 | 山东理工大学 | 散乱点云数据的五坐标nc刀轨快速生成方法 |
CN101887477A (zh) * | 2010-06-25 | 2010-11-17 | 温州大学 | 根据脚型多幅图像定制数字化鞋楦的方法 |
CN105373664A (zh) * | 2015-09-16 | 2016-03-02 | 大连理工大学 | 一种特种传动曲面五轴铣削力建模方法 |
CN109158617A (zh) * | 2018-08-28 | 2019-01-08 | 天津大学 | 控制点驱动投影生成自由曲面车削刀具路径的方法 |
CN110091333A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-06 | 上海交通大学 | 复杂曲面表面焊缝特征识别和自动磨抛的装置及方法 |
CN111699410A (zh) * | 2019-05-29 | 2020-09-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 点云的处理方法、设备和计算机可读存储介质 |
CN110345921A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-10-18 | 中国农业大学 | 立体视场视觉测量及垂轴像差和轴向像差校正方法及系统 |
CN110580451A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-17 | 青岛根尖智能科技有限公司 | 一种基于三维优化子曲面的人脸识别方法及系统 |
CN111413923A (zh) * | 2020-03-30 | 2020-07-14 | 辽宁省交通高等专科学校 | 一种用于复杂曲面加工的高速精密加工系统及方法 |
CN114510771A (zh) * | 2022-04-07 | 2022-05-17 | 深圳小库科技有限公司 | 建筑曲面的模具生成方法、装置、设备及计算机可读介质 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
Shape and curvature error estimation in polished surfaces of ground glass molds;Gianpaolo Savio等;《Optical Engineering》;第56卷(第2期);第024101-1-5页 * |
复杂曲面网格模型的直接数控加工刀具轨迹生成与实验;文豪;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》(第1期);第B022-103页 * |
移动环境下的点云自由变形与光顺技术的研究与实现;李翔;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》(第8期);第I138-880页 * |
覆盖件模具曲面曲率特征对球头刀铣削力的影响;吴石等;《机械工程学报》;第53卷(第13期);第188-198页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116309124A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7175277B2 (en) | Generation system of design data, generation method of design data, recording medium and program | |
CN111347294A (zh) | 一种高陡度光学镜面误差抛光修正加工方法 | |
CN110631477A (zh) | 用于测量技术的光学成像单元和系统 | |
JP7181306B2 (ja) | 曲面形状評価方法、眼鏡レンズの製造方法 | |
CN103517784A (zh) | 用于确定制造表面相对于参考表面的位置参数的方法 | |
CN116309124B (zh) | 一种光学曲面模具的修正方法、电子设备及存储介质 | |
CN113272719B (zh) | 眼镜镜片的评价方法和眼镜镜片 | |
US9709823B2 (en) | Method for transforming a progressive ophthalmic surface | |
CN112347585B (zh) | 一种球头铣刀与工件接触区域解析计算方法 | |
CN109669396B (zh) | 一种轴对称非球面的变间隔直线插补方法 | |
CN115797414A (zh) | 一种考虑测头半径的复杂曲面测量点云数据配准方法 | |
CN116475851A (zh) | 基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质 | |
CN113681042A (zh) | 一种超精密车削加工的水平对刀误差计算模型的构建方法 | |
JP3946106B2 (ja) | プレス用成形型及びレンズの製造方法 | |
CN115464501B (zh) | 使用单一研抛工具、可变公转半径的面形误差加工方法 | |
US20150370089A1 (en) | Method Of Manufacturing An Ophthalmic Lens | |
EP4276555A1 (en) | A method for surfacing a lens blank with a cutting tool | |
JP6286643B2 (ja) | 加工誤差を低減するための加工条件設定方法 | |
RU2773806C1 (ru) | Способ измерения дисторсии в интерферограмме оптической асферической поверхности | |
CN115861157A (zh) | 一种基于三维点云的导管脊线提取方法 | |
KR102640699B1 (ko) | 안경 렌즈의 수치적 표현을 결정하기 위한 컴퓨터 구현 방법 | |
CN110052953B (zh) | 一种等厚离轴非球面镜的加工方法 | |
CN117433420A (zh) | 基于双模型表征的非球面参数拟合及面形偏差测量方法 | |
CN116227241B (zh) | 一种锻轴最优加工定位位置确定方法及锻轴加工方法 | |
CN114523341B (zh) | 一种非球面圆弧包络磨削的对刀误差补偿方法及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |