[发明专利]非球面镜面集成加工系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电脑辅助加工系统及方法，尤其是一种非球面镜面集成加工系统及方法

背景技术

非球面光学零件是一种非常重要的光学零件，常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜 等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量，在光学系统中能够 很好的矫正多种像差，改善成像质量，提高系统鉴别能力，它能以一个或几个非球面零件代 替多个球面零件，从而简化仪器结构，降低成本并有效的减轻仪器重量。

近些年来，出现了许多种新的非球面超精密加工技术，主要有：计算机数控单点金刚石 车削技术、计算机数控磨削技术、计算机数控离子束成形技术、计算机数控超精密抛光技术 和非球面复印技术等，这些加工方法，基本上解决了各种非球面镜加工中所存在的问题。前 四种方法运用了数控技术，均具有加工精度较高，效率高等特点，适于批量生产。

目前，精密加工是指加工精度为1~0.1μm，表面粗糙度为Ra0.1~0.01μm的加工技术， 但这个界限是随着加工技术的进步不断变化的，今天的精密加工可能就是明天的一般加工。 精密加工所要解决的问题，一是加工精度，包括形位公差、尺寸精度及表面状况，有时有无 表面缺陷也是这一问题的核心；二是加工效率，有些加工可以取得较好的加工精度，却难以 取得高的加工效率。精密加工应该包括微细加工和超微细加工、光整加工等加工技术。

然而，传统的精密加工从设计、加工、测量及误差分析等过程中，人为参与过多，导致 加工出来的模具精度不高且加工效率低。

因此，针对以上缺陷，需要提供一种非球面镜面集成加工系统及方法，其可以控制精密 加工设备自动化进行非球面镜面的设计、加工、测量及误差分析，从提高非球面镜面加工效 率并提高加工精度。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种非球面镜面集成加工系统，其用于根据用户需求设计非 球面模具加工数据，控制精密加工设备对非球面模具进行高精度加工，对加工出来的非球面 镜面模具进行准确测量，并根据测量数据与设计的非球面加工数据进行误差分析。

鉴于以上内容，还有必要提供一种非球面镜面集成加工方法，其用于根据用户需求设计 非球面模具加工数据，控制精密加工设备对非球面模具进行高精度加工，对加工出来的非球 面镜面模具进行准确测量，并根据测量数据与设计的非球面加工数据进行误差分析。

一种非球面镜面集成加工系统，该系统运行于计算机中以控制精密加工设备进行非球面 镜面的设计、加工、测量及误差分析，该系统包括：

设计单元，用于根据用户需求设计非球面镜面模具加工数据；

加工单元，用于根据上述设计的加工数据进行对非球面镜面模具进行高精度加工；

测量单元，用于对加工出来的非球面镜面模具进行测量，并记录下测量数据；及

误差分析单元，根据上述所得的测量数据及设计单元设计的加工数据进行误差分析。

本发明较佳实施例提供一种非球面镜面集成加工方法，该方法包括如下步骤：

根据用户需求设计非球面模具加工数据；

根据上述加工数据对非球面镜面加工；

对加工出来的非球面镜面模具进行测量；

根据测量结果与设计的加工数据进行误差分析；

判断所述误差是否位于误差范围内；

若所述误差在误差范围内，则进行最小二乘法拟合，以得到一个测量数据与所述设计的 加工数据间的最小收敛条件，最终得到一个精度更高的非球面镜面曲线。

相较于现有技术，所述的非球面镜面集成加工系统及方法，其可以控制精密加工设备自 动化进行非球面镜面的设计、加工、测量及误差分析，从而提高非球面镜面加工效率并提高 加工精度。

附图说明

图1是本发明非球面镜面集成加工系统较佳实施例的硬件架构图。

图2是本发明非球面镜面集成加工方法较佳实施例的流程图。

图3是图2的根据设计加工数据对非球面镜面进行加工步骤的详细流程图。

图4是图2的对加工出来的非球面镜面模具进行测量步骤的详细流程图。

图5是图2的根据测量数据与设计的加工数据进行误差分析步骤的详细流程图。

具体实施方式