CN116475851A - 基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质，应用于机械加工领域，该方法包括：获取磨削砂轮的待处理磨损图像；得到磨削砂轮的边缘轮廓信息；确定磨削砂轮的磨损垂直高度H和磨损体积V；若V＞V0，则确定模具点云横坐标集U；确定待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正参数Fi；根据Fi、Ui、待处理光学曲面模具的基圆半径Rbase，得到第i个表面点云的补偿修正值Zi；控制模具修正机器对待处理光学曲面模具进行修正。本发明增加了对磨削砂轮的磨损因素来对待处理光学曲面模具进行误差补偿的处理，丰富了传统的光学曲面模具的补偿评价指标，提高了补偿精度，有利于实现光学曲面模具的高精度加工。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别是涉及一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质。
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、检测不精确且消除困难等问题，且传统的误差补偿方法并未考虑在对光学非球面模具进行磨削时的砂轮磨损的因素，导致对光学非球面模具的误差补偿精度较差。
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，提供一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，应用于误差补偿系统，误差补偿系统通信连接有待处理光学曲面模具和磨削砂轮，磨削砂轮用于对待处理光学曲面模具进行磨削加工处理，所述方法包括如下步骤：
S100、每当磨削砂轮对待处理光学曲面模具进行磨削加工处理后，获取磨削砂轮的待处理磨损图像；
S200、对待处理磨损图像进行边缘检测处理，得到磨削砂轮的边缘轮廓信息；
S300、根据边缘轮廓信息，确定第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点；第一边缘特征点和第二边缘特征点分别为磨削砂轮的磨损面的截面曲线的左端点和右端点，第三边缘特征点为与第一边缘特征点处于磨削砂轮上同一边缘的端点；
S400、根据第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点，确定磨削砂轮的磨损垂直高度H；
S500、根据磨损垂直高度H，确定磨削砂轮的磨损体积V；
S600、若V＞V0，则获取待处理光学曲面模具的表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标，得到模具点云横坐标集U＝(U1,U2,...,Ui,...,Un)；其中，i＝1,2,...,n；n为待处理光学曲面模具的表面点云的数量；Ui为待处理光学曲面模具的第i个表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标；V0为预设的第一磨损体积阈值；
S700、根据Ui、磨削砂轮的已磨削次数T、磨削砂轮的半径R，确定待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正参数Fi；
S800、根据Fi、Ui、待处理光学曲面模具的基圆半径Rbase，得到待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正值Zi；
S900、根据Z1,Z2,...,Zi,...,Zn，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，磨削砂轮的磨损垂直高度H，通过以下方法确定：
S410、根据边缘轮廓信息，绘制磨削砂轮的边缘轮廓；
S420、将磨削砂轮的边缘轮廓置于预设第二坐标系中，第一边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xA,yA)，第二边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xC,yC)，第三边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xB,yB)；其中，预设第二坐标系与预设第一坐标系的单位长度相同；
S430、确定第一边缘特征点和第三边缘特征点之间的直线的斜率k＝(yB-yA)/(xB-xA)；
S440、确定磨损垂直高度H＝(k*xC+yA-k*xA-yC)/(1+k2)1/2。
在本申请的一种示例性实施例中，磨削砂轮的磨损体积V，通过以下方法确定：
S510、根据数值递增，获取磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的每个坐标点的横坐标，得到砂轮横坐标集X＝(x1,x2,...,xj,...,xm)；其中，j＝1,2,...,m；m为磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的坐标点的数量；xj为磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的第j个坐标点的横坐标；
S520、确定磨削砂轮的磨损体积
在本申请的一种示例性实施例中，步骤S600还包括：
S610、若V≤V0，则发出警告信号，退出基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法。
在本申请的一种示例性实施例中，补偿修正参数Fi，通过以下方法确定：
S710、确定磨削砂轮的磨损斜率W＝d*T+e；其中，d＜1，e＜1，d、e为预设的磨损系数；
S720、确定补偿修正参数Fi＝W/R*|Ui|。
在本申请的一种示例性实施例中，补偿修正值Zi，通过以下公式确定：
Zi＝(Ui)2/(Rbase+((Rbase)2-(1+g)*(Ui)2)1/2)+∑b a＝2La(Ui)a-ΔZ-Fi；
式中：g＜1，g为预设的补偿系数；La为补偿修正系数；ΔZ＝Z(i-1)-Z0，Z0为预设的补偿修正值阈值，b为预设的幂阈值。
在本申请的一种示例性实施例中，将步骤S710替换为：
S711、若V0＜V≤V1，则确定磨损斜率W＝d1*T+e1；若V＞V1，则确定磨损斜率W＝d2*T+e2；其中，V1为预设的第二磨损体积阈值，d1＜d2，e1＞e2，d1、d2、e1、e2为预设的磨损系数。
在本申请的一种示例性实施例中，步骤S100还包括：
S110、若待处理磨损图像的边缘存在阴影区域，则对阴影区域进行模糊消除处理，并执行步骤S200。
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前述基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法。
根据本申请的一个方面，提供一种电子设备，包括处理器和前述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：
本发明基于磨削砂轮磨损因素来对待处理光学曲面模具进行误差补偿，通过在位测量将测量后的待处理磨损图像进行边缘检测算法，得到磨削砂轮的边缘轮廓，并采用斜率突变算法求解获得边缘轮廓的特征点，进而计算出磨损区域的磨损体积，并根据磨削砂轮的已磨削次数、磨削砂轮半径、待处理光学曲面模具的基圆半径得到待处理光学曲面模具的每个点云的补偿修正值，通过每个补偿修正值对相应的点云进行误差补偿，本发明增加了对磨削砂轮的磨损因素来对待处理光学曲面模具进行误差补偿的处理，丰富了传统的光学曲面模具的补偿评价指标，相比于传统的补偿方法，提高了补偿精度，有利于实现光学曲面模具的高精度加工。
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基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的模具加工机器的示意图；
图3为本发明实施例提供的待处理光学曲面模具的三维示意图；
图4为本发明实施例提供的待处理磨损图像的边缘轮廓信息的处理结果示意图；
图5为本发明实施例提供的第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点的确定示意图；
图6(a)为本发明实施例提供的磨削砂轮的磨损垂直高度与磨削周期的变化示意图；
图6(b)为本发明实施例提供的磨削砂轮的磨损体积与磨削周期的变化示意图；
图7为本发明实施例提供的考虑砂轮磨损的补偿路径示意图；
图8为本发明实施例提供的不同场景下的磨削补偿后的待处理光学曲面模具的轮廓误差示意图。
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。
超精密加工对先进光学、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、批量化生产非球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。
目前的对光学曲面模具的加工工艺中，未考虑到磨削砂轮磨损对光学曲面模具的加工影响，所以在对光学曲面模具进行误差补偿时，得到的补偿结果仍存在误差，故提出本申请的一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法。
一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，应用于误差补偿系统，误差补偿系统通信连接有待处理光学曲面模具和磨削砂轮，磨削砂轮用于对待处理光学曲面模具进行磨削加工处理。
磨削砂轮应用在对待处理光学曲面模具的磨削加工工艺中，对待处理光学曲面模具进行磨削加工处理，待处理光学曲面模具为经过磨削砂轮磨削后的未经过补偿的光学曲面模具。误差补偿系统为获取磨削砂轮的数据信息以对待处理光学曲面模具进行误差补偿判断的数据处理系统。
本申请以口径为40mm、材料为钨钢的光学非球面模具作为待处理光学曲面模具，其材料也可为其他金属材料，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，如图2所示，本申请在传统的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，实现对钨钢光学非球面模具的高精度加工，经过磨削加工后的待处理光学曲面模具通过ZYGO白光干涉仪(NexView NX2)进行测量，如图3所示，为经过磨削加工后的测量的待处理光学曲面模具的三维示意图。
所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，如图1所示，包括如下步骤：
S100、每当磨削砂轮对待处理光学曲面模具进行磨削加工处理后，获取磨削砂轮的待处理磨损图像；
由于磨削砂轮会根据不同加工次数进行不同程度的磨损，加工次数越多，磨削砂轮的磨损程度越大，所以，就要在磨削砂轮每进行一次磨削加工处理后，就要对待处理光学曲面模具进行误差补偿，而要考虑砂轮磨损给待处理光学曲面模具的加工带来的误差影响，就要基于磨削砂轮的加工状态来确定待处理光学曲面模具的补偿参数，即获取磨削砂轮在磨削加工处理后的待处理磨损图像，待处理磨损图像即磨削砂轮在进行磨削加工处理后的未经过处理的原始图像。
S100还包括以下内容：
S110、若待处理磨损图像的边缘存在阴影区域，则对阴影区域进行模糊消除处理，并执行步骤S200；
如图4所示为磨削砂轮的待处理磨损图像，图4的左图中的磨削砂轮的右边缘存在阴影区域，为了获得更为精准的磨削砂轮的边缘轮廓，就需要对原始表面的阴影区域进行模糊消除处理，来消除掉图像中的阴影部分，减小数据处理误差，模糊消除处理方法采用现有的图像处理方法即可。
S200、对待处理磨损图像进行边缘检测处理，得到磨削砂轮的边缘轮廓信息；
在得到不存在阴影区域的待处理磨损图像后，对其进行边缘检测提取处理，得到磨削砂轮的边缘轮廓，如图4中的右图所示，为提取到的磨削砂轮的边缘轮廓。
步骤S200中的边缘检测处理方法采用Canny边缘检测算法，进行磨削砂轮磨损后的边缘特征提取，其主要包括：用高斯滤波器平滑图像，用一阶偏导的有限差分来计算梯度的幅值和方向，对梯度幅值进行非极大值抑制，采用双阈值算法检测和连接边缘。
S300、根据边缘轮廓信息，确定第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点；第一边缘特征点和第二边缘特征点分别为磨削砂轮的磨损面的截面曲线的左端点和右端点，第三边缘特征点为与第一边缘特征点处于磨削砂轮上同一边缘的端点；
在得到磨削砂轮的边缘轮廓后，要确定待处理光学曲面模具的补偿参数，就要得到磨削砂轮的磨损面的面积、体积等信息，而又由于磨削砂轮是轴对称的规则物体，所以，其磨损面应为一个磨损均匀的面，故只需要确定出磨削砂轮的二维的边缘轮廓即可。
如图5所示，A为第一边缘特征点，C为第二边缘特征点，B为第三边缘特征点，E为磨削砂轮初始的磨削点，由AC曲线环绕磨削砂轮中心轴而成的面即磨削砂轮的磨损面。
S400、根据第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点，确定磨削砂轮的磨损垂直高度H；
其中，磨削砂轮的磨损垂直高度H，通过以下方法确定：
S410、根据边缘轮廓信息，绘制磨削砂轮的边缘轮廓；
S420、将磨削砂轮的边缘轮廓置于预设第二坐标系中，第一边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xA,yA)，第二边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xC,yC)，第三边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xB,yB)；其中，预设第二坐标系与预设第一坐标系的单位长度相同；
S430、确定第一边缘特征点和第三边缘特征点之间的直线的斜率k＝(yB-yA)/(xB-xA)；
S440、确定磨损垂直高度H＝(k*xC+yA-k*xA-yC)/(1+k2)1/2。
在确定磨损垂直高度H时，先确定第一边缘特征点与第三边缘特征点构成的直线的斜率，再通过此斜率与第一边缘特征点和第二边缘特征点，得到磨损垂直高度H。
通过Canny边缘检测算法进行轮廓特征提取后获得的磨削砂轮磨损区域，提取磨损特征区域点云，计算相邻点云突变斜率，根据突变斜率阈值进行求解获得轮廓特征点，进而获得圆柱砂轮单点斜轴磨削磨损特征点。
如图5所示，还可以通过C点和D点之间的斜率与A点和C点得到磨损垂直高度H。
S500、根据磨损垂直高度H，确定磨削砂轮的磨损体积V；
其中，磨削砂轮的磨损体积V，通过以下方法确定：
S510、根据数值递增，获取磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的每个坐标点的横坐标，得到砂轮横坐标集X＝(x1,x2,...,xj,...,xm)；其中，j＝1,2,...,m；m为磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的坐标点的数量；xj为磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的第j个坐标点的横坐标；
S520、确定磨削砂轮的磨损体积
先对磨削砂轮在第二坐标系中的所有坐标点按照横坐标由小到大排序，再对第二坐标系中的磨削砂轮进行积分，得到磨削砂轮的磨损体积，通过磨削砂轮的磨损体积，来判断磨削砂轮的磨损状态，再根据磨削砂轮的不同的磨损状态，对待处理光学曲面模具进行相应的误差补偿。
S600、若V＞V0，则获取待处理光学曲面模具的表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标，得到模具点云横坐标集U＝(U1,U2,...,Ui,...,Un)；其中，i＝1,2,...,n；n为待处理光学曲面模具的表面点云的数量；Ui为待处理光学曲面模具的第i个表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标；V0为预设的第一磨损体积阈值；
S600还包括以下内容：
S610、若V≤V0，则发出警告信号，退出基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法；
如图6所示，为磨削砂轮的磨损垂直高度、磨损体积分别与磨削周期的变化示意图，由图6可知，磨削砂轮的磨损长度随着磨损周期(磨损次数与磨损时间的乘积)的增加而增大，所以，在得到磨削砂轮的磨损体积V后，将其与第一磨损体积阈值进行比较，如果其大于第一磨损体积阈值，则表示磨削砂轮的当前磨损状态处于正常磨损，则继续进行以下数据处理步骤，反之，如果其小于或等于第一磨损体积阈值，则表示此时的磨削砂轮的磨损程度过大，已经超过了正常的磨损程度，属于加剧磨损状态，此时，无需进行以下步骤，直接报警，提示工作人员，对磨削砂轮进行更换，并对待处理光学曲面模具重新进行磨削加工。
第一磨损体积阈值通过事先实验而定，在对待处理光学曲面模具进行误差补偿前，对每种类型的磨削砂轮都进行磨削实验，通过实验结果取平均值，来确定每种类型的磨削砂轮的磨削临界值，此磨削临界值即第一磨损体积阈值。
S700、根据Ui、磨削砂轮的已磨削次数T、磨削砂轮的半径R，确定待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正参数Fi；
其中，补偿修正参数Fi，通过以下方法确定：
S710、确定磨削砂轮的磨损斜率W＝d*T+e；其中，d＜1，e＜1，d、e为预设的磨损系数；
S720、确定补偿修正参数Fi＝W/R*|Ui|。
在确定出磨削砂轮的磨损状态后，如果磨削砂轮处于正常磨损状态，则通过磨削砂轮的已磨削次数确定磨削砂轮的磨损斜率，磨损斜率与已磨削次数为线性比例，已磨削次数越多，磨削砂轮的磨损程度越大，则其磨损斜率越大，表示对待处理光学曲面模具的补偿程度越大。
进一步，在确定磨损斜率时，可以根据磨削砂轮的不同磨损状态来更为精准的确定磨损斜率，故提出步骤S710的另一实施例：
将步骤S710替换为：
S711、若V0＜V≤V1，则确定磨损斜率W＝d1*T+e1；若V＞V1，则确定磨损斜率W＝d2*T+e2；其中，V1为预设的第二磨损体积阈值，d1＜d2，e1＞e2，d1、d2、e1、e2为预设的磨损系数。
将磨削砂轮的正常磨损状态分为初期磨损和中期磨损两个状态，设置第二磨损体积阈值，将磨削砂轮的磨损体积与第一磨损体积阈值和第二磨损体积阈值作比较，若磨削砂轮的磨损体积处于第一磨损体积阈值和第二磨损体积阈值之间，则表示磨削砂轮处于中期磨损状态，反之，则表示磨削砂轮处于初期磨损状态，两种磨损状态确定的磨损斜率所用的磨损系数不同，由于初期磨损状态的已磨损程度比中期磨损状态的已磨损程度小，所以，其磨损系数e2要小于e1，而由于d1、d2都大于零小于1，所以，其作为磨削砂轮的已磨削次数的乘积系数，d1要小于d2，通过对磨削砂轮的不同磨损程度的判断，来进行磨削砂轮的更换和对待处理光学曲面模具进行相应的误差补偿，提高了对待处理光学曲面模具补偿的精度，也避免了由于磨削砂轮的过度磨损而造成对待处理光学曲面模具的损失。
S800、根据Fi、Ui、待处理光学曲面模具的基圆半径Rbase，得到待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正值Zi；
其中，补偿修正值Zi，通过以下公式确定：
Zi＝(Ui)2/(Rbase+((Rbase)2-(1+g)*(Ui)2)1/2)+∑b a＝2La(Ui)a-ΔZ-Fi；
式中：g＜1，g为预设的补偿系数；La为补偿修正系数；ΔZ＝Z(i-1)-Z0，Z0为预设的补偿修正值阈值，b为预设的幂阈值。
如图7所示，由于待处理光学曲面模具的口径较大，在一次补偿过程中，磨削砂轮容易发生磨损，如果不考虑砂轮磨损，待处理光学曲面模具的边缘区域不容易被磨削到，导致磨削面型两边出现上翘的现象。因此，考虑到砂轮在补偿过程中容易发生磨损，当砂轮发生磨损后，砂轮相对于待处理光学曲面模具产生位姿误差，可以根据磨损量进行砂轮位姿调整，形成考虑位姿误差的光学非球面单点斜轴磨削误差补偿算法，所以，在得到待处理光学曲面模具的每个表面点云的补偿修正参数后，再根据待处理光学曲面模具的基圆半径和待处理光学曲面模具的每个表面点云的横坐标，确定每个表面点云对应的补偿修正值，补偿修正值即待处理光学曲面模具的每个表面点云的补偿参数，当磨削砂轮为首次磨削时，ΔZ为零。
其中的补偿系数、补偿修正系数以及补偿修正值阈值均为通过事先实验而确定。
S900、根据Z1,Z2,...,Zi,...,Zn，控制模具修正机器对待处理光学曲面模具进行修正。
如图8所示，为在不同场景下的磨削补偿后的待处理光学曲面模具的轮廓误差示意图，图8中共有三条曲线，最上边的曲线为磨削补偿前的轮廓误差曲线，中间的曲线为未考虑砂轮磨损因素的磨削补偿后的轮廓误差曲线，最下边的曲线为考虑砂轮磨损因素的磨削补偿后的轮廓误差曲线，故由图8可知，传统的误差补偿方法没有考虑在补偿过程中的砂轮磨损，相比于补偿前面型，其补偿效果不太明显。而采用考虑砂轮磨损的改进的补偿方法，则能够提升补偿效率与精度。
本发明基于磨削砂轮磨损因素来对待处理光学曲面模具进行误差补偿，通过在位测量将测量后的待处理磨损图像进行边缘检测算法，得到磨削砂轮的边缘轮廓，并采用斜率突变算法求解获得边缘轮廓的特征点，进而计算出磨损区域的磨损体积，并根据磨削砂轮的已磨削次数、磨削砂轮半径、待处理光学曲面模具的基圆半径得到待处理光学曲面模具的每个点云的补偿修正值，通过每个补偿修正值对相应的点云进行误差补偿，本发明增加了对磨削砂轮的磨损因素来对待处理光学曲面模具进行误差补偿的处理，丰富了传统的光学曲面模具的补偿评价指标，相比于传统的补偿方法，提高了补偿精度，有利于实现光学曲面模具的高精度加工。
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)
1.一种基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，应用于误差补偿系统，所述误差补偿系统通信连接有待处理光学曲面模具和磨削砂轮，所述磨削砂轮用于对所述待处理光学曲面模具进行磨削加工处理，所述方法包括如下步骤：
S100、每当所述磨削砂轮对所述待处理光学曲面模具进行磨削加工处理后，获取所述磨削砂轮的待处理磨损图像；
S200、对所述待处理磨损图像进行边缘检测处理，得到所述磨削砂轮的边缘轮廓信息；
S300、根据所述边缘轮廓信息，确定第一边缘特征点、第二边缘特征点和第三边缘特征点；所述第一边缘特征点和所述第二边缘特征点分别为所述磨削砂轮的磨损面的截面曲线的左端点和右端点，所述第三边缘特征点为与所述第一边缘特征点处于所述磨削砂轮上同一边缘的端点；
S400、根据所述第一边缘特征点、所述第二边缘特征点和所述第三边缘特征点，确定所述磨削砂轮的磨损垂直高度H；
S500、根据所述磨损垂直高度H，确定所述磨削砂轮的磨损体积V；
S600、若V＞V0，则获取所述待处理光学曲面模具的表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标，得到模具点云横坐标集U＝(U1,U2,...,Ui,...,Un)；其中，i＝1,2,...,n；n为待处理光学曲面模具的表面点云的数量；Ui为待处理光学曲面模具的第i个表面点云在预设第一坐标系中对应的横坐标；V0为预设的第一磨损体积阈值；
S700、根据Ui、所述磨削砂轮的已磨削次数T、所述磨削砂轮的半径R，确定所述待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正参数Fi；
S800、根据Fi、Ui、所述待处理光学曲面模具的基圆半径Rbase，得到所述待处理光学曲面模具的第i个表面点云的补偿修正值Zi；
S900、根据Z1,Z2,...,Zi,...,Zn，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所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述磨削砂轮的磨损垂直高度H，通过以下方法确定：
S410、根据所述边缘轮廓信息，绘制所述磨削砂轮的边缘轮廓；
S420、将所述磨削砂轮的边缘轮廓置于预设第二坐标系中，所述第一边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xA,yA)，所述第二边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xC,yC)，所述第三边缘特征点在预设第二坐标系中的坐标为(xB,yB)；其中，预设第二坐标系与预设第一坐标系的单位长度相同；
S430、确定所述第一边缘特征点和所述第三边缘特征点之间的直线的斜率k＝(yB-yA)/(xB-xA)；
S440、确定磨损垂直高度H＝(k*xC+yA-k*xA-yC)/(1+k2)1/2。
3.根据权利要求2所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述磨削砂轮的磨损体积V，通过以下方法确定：
S510、根据数值递增，获取所述磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的每个坐标点的横坐标，得到砂轮横坐标集X＝(x1,x2,...,xj,...,xm)；其中，j＝1,2,...,m；m为所述磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的坐标点的数量；xj为所述磨削砂轮在预设第二坐标系中的边缘轮廓内的第j个坐标点的横坐标；
S520、确定磨削砂轮的磨损体积
4.根据权利要求1所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述S600还包括：
S610、若V≤V0，则发出警告信号，退出所述基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法。
5.根据权利要求1所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述补偿修正参数Fi，通过以下方法确定：
S710、确定所述磨削砂轮的磨损斜率W＝d*T+e；其中，d＜1，e＜1，d、e为预设的磨损系数；
S720、确定补偿修正参数Fi＝W/R*|Ui|。
6.根据权利要求5所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述补偿修正值Zi，通过以下公式确定：
Zi＝(Ui)2/(Rbase+((Rbase)2-(1+g)*(Ui)2)1/2)+∑b a＝2La(Ui)a-ΔZ-Fi；
式中：g＜1，g为预设的补偿系数；La为补偿修正系数；ΔZ＝Z(i-1)-Z0，Z0为预设的补偿修正值阈值；b为预设的幂阈值。
7.根据权利要求5所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，将所述S710替换为：
S711、若V0＜V≤V1，则确定磨损斜率W＝d1*T+e1；若V＞V1，则确定磨损斜率W＝d2*T+e2；其中，V1为预设的第二磨损体积阈值，d1＜d2，e1＞e2，d1、d2、e1、e2为预设的磨损系数。
8.根据权利要求1所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法，其特征在于，所述S100还包括：
S110、若所述待处理磨损图像的边缘存在阴影区域，则对阴影区域进行模糊消除处理，并执行步骤S200。
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中任意一项所述的基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法。
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 |
|---|---|---|---|
| CN202310406512.7A CN116475851A (zh) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310406512.7A CN116475851A (zh) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN116475851A true CN116475851A (zh) | 2023-07-25 |
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ID=87217076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202310406512.7A Pending CN116475851A (zh) | 2023-04-17 | 2023-04-17 | 基于砂轮磨损的模具磨削误差补偿方法、设备及介质 |
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2023
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