The invention discloses a method for calculating the dwell time of free-form surface polishing, which uses the principle of cubic B-spline interpolation for smooth extrapolation; uses the removal function matrix to carry out simulation removal on the profile error matrix to obtain the error distribution matrix in N times of removal; for the points whose error distribution matrix is not equal to 0, the dwell time function matrix at the corresponding position; the profile error distribution matrix Repeat the above steps if the design requirements are not met; smooth the dwell time function matrix; use the gradient distribution matrix of the profile error to improve the dwell time and calculate the gradient distribution matrix of the original profile error matrix; set the threshold hold to adjust the degree of the improved dwell time; conduct two steps for the dwell time matrix based on the profile error gradient distribution matrix and the artificial threshold Secondly, the modified dwell time matrix is obtained, and the extreme value of part dwell time that produces negative error of surface shape is eliminated; the smoothness of dwell time in the whole surface shape is improved to ensure the stability of polishing operation.
【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面抛光驻留时间计算方法
本专利技术属于自由曲面面形误差补偿
,具体涉及一种自由曲面抛光驻留时间计算方法。
技术介绍
自由曲面光学元件现已广泛应用于航空航天和军事国防领域,是大型天文望远镜,激光核聚变装置,红外热成像,医疗影像设备等技术的基础。自由曲面光学元件的制造流程中,抛光过程尤其重要。目前常用的抛光方法有计算机控制的小磨头抛光,能动盘抛光,磁流变抛光,离子束抛光等。这些抛光技术属于确定量抛光技术,材料的去除量的确定性依赖于驻留时间的准确计算。因此准确的驻留时间算法。常用的求解驻留时间算法的数学原理设计二维反卷积运算,经常出现奇异值,负数时间值,卷积边缘效应等问题。目前常见的算法中不能全部解决这些问题的同时,兼顾机床的加工效率和加工能力,结果中出现驻留时间突变会影响机床的稳定运行。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种自由曲面抛光驻留时间计算方法,可以根据实际的面形精度要求,平衡面形误差收敛效率和最终面形精度。本专利技术采用以下技术方案:一种自由曲面抛光驻留时间计算方法,其特征在于,包括以下步骤:S1、对面形误差矩阵进行二维外插运算,利用三次B样条插值原理进行平滑外插;S2、利用去除函数矩阵在面形误差矩阵上进行一次仿真去除,出现负值的点置为0,得到n次去除时的误差分布矩阵Hn,n=n+1;S3、对于Hn不等于0的点,在对应位置的驻留时间函数矩阵;S4、在面形误差分布矩阵Hn不满足设 ...
【技术保护点】
1.一种自由曲面抛光驻留时间计算方法,其特征在于,包括以下步骤:/nS1、对面形误差矩阵进行二维外插运算,利用三次B样条插值原理进行平滑外插;/nS2、利用去除函数矩阵在面形误差矩阵上进行一次仿真去除,出现负值的点置为0,得到n次去除时的误差分布矩阵Hn,n=n+1;/nS3、对于Hn不等于0的点,在对应位置的驻留时间函数矩阵;/nS4、在面形误差分布矩阵Hn不满足设计要求时,重复步骤S2和步骤S3;/nS5、对驻留时间函数矩阵Dn做平滑运算;/nS6、引入面形误差的梯度分布矩阵,使用面形误差的梯度分布矩阵对驻留时间进行改进,计算原始面形误差矩阵的梯度分布矩阵G(x,y);/nS7、设置阈值HOLD,调整改进驻留时间的程度;/nS8、对驻留时间矩阵基于面形误差梯度分布矩阵和人为阈值D(x,y)进行二次修正,得到修正后的驻留时间矩阵Dre(x,y),剔除产生面形负误差的驻留时间极值;提高驻留时间在面形整体的平滑性。/n
【技术特征摘要】
1.一种自由曲面抛光驻留时间计算方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对面形误差矩阵进行二维外插运算,利用三次B样条插值原理进行平滑外插;
S2、利用去除函数矩阵在面形误差矩阵上进行一次仿真去除,出现负值的点置为0,得到n次去除时的误差分布矩阵Hn,n=n+1;
S3、对于Hn不等于0的点,在对应位置的驻留时间函数矩阵;
S4、在面形误差分布矩阵Hn不满足设计要求时,重复步骤S2和步骤S3;
S5、对驻留时间函数矩阵Dn做平滑运算;
S6、引入面形误差的梯度分布矩阵,使用面形误差的梯度分布矩阵对驻留时间进行改进,计算原始面形误差矩阵的梯度分布矩阵G(x,y);
S7、设置阈值HOLD,调整改进驻留时间的程度;
S8、对驻留时间矩阵基于面形误差梯度分布矩阵和人为阈值D(x,y)进行二次修正,得到修正后的驻留时间矩阵Dre(x,y),剔除产生面形负误差的驻留时间极值;提高驻留时间在面形整体的平滑性。
2.根...
【专利技术属性】
技术研发人员:查俊,陈耀龙,孙歆垚,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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