[发明专利]一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法

说明书

本发明公开了一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法，位姿测算方法包括以下步骤：构建工件的几何位姿测量模型；根据几何位姿测量模型测量工件的中心点的位置；以中心点的位置为原点，建立工件的理论坐标系；构建工件在理论坐标系中位置的几何位姿理论模型；根据几何位姿理论模型和CCOS技术对工件进行轨迹规划；根据坐标变换矩阵对规划的轨迹点进行修正，得到工件的实际加工轨迹。本发明的目的在于提供一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法，利用集成于机床数控系统的三坐标测头对工件的中心及抛光面上的点进行测量，完成工件位姿数据的获取，解决工件精确调平过程中精度受人工经验影响的问题。

技术领域

本发明涉及数控光学制造技术领域，尤其涉及一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法。

背景技术

磁流变抛光技术具有去除函数稳定、去除效率高及面形收敛性好等优点，在各种形状及表面类型的光学工件抛光中应用广泛。利用磁流变抛光技术对光学工件进行高确定性抛光时，需对工件在机床中的位置及姿态进行精确测量。传统的方法是利用千分表对工件进行精确调平，并利用机床配套的测量系统对调平后的工件位置信息进行寻边测量，以建立准确的工件坐标系。当被加工件尺寸较大或表面曲率半径较小的非球面时，人工精确调平的效率非常低，且当对工件进行多次迭代加工时，每轮加工都需要重新手动调节工件姿态，加工精度和效率会受到极大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法，解决工件精确调平过程中精度受人工经验影响且效率低下等问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种磁流变抛光工件位姿测算方法，包括以下步骤：

S1：构建工件的几何位姿测量模型；

S2：根据所述几何位姿测量模型获取所述工件的中心点位置；

S3：以所述中心点的位置为原点，建立所述工件的理论坐标系，且所述理论坐标系与机床坐标系平行；

S4：测算所述工件的实际坐标系与所述理论坐标系的俯仰偏摆角是否大于预设俯仰偏摆角，在所述俯仰偏摆角大于所述预设俯仰偏摆角时，调整所述工件的姿态，重复执行所述S1-S3；否则，执行S5

S5：构建所述工件在所述理论坐标系中位置的几何位姿理论模型；

S6：根据所述几何位姿理论模型利用CCOS技术对所述工件进行轨迹规划，得到轨迹点集合；

S7：根据坐标变换矩阵对所述轨迹点集合中的轨迹点进行修正，得到所述工件的实际加工轨迹；其中，所述坐标变换矩阵为所述工件的实际坐标系与所述理论坐标系之间的刚体变换矩阵。

利用磁流变抛光技术对光学工件进行高确定性抛光时，需对工件在机床中的位置及姿态进行精确测量。传统的方法是利用千分表对工件进行精确调平，并利用机床配套的测量系统对调平后的工件位置信息进行寻边测量，以建立准确的工件坐标系。当被加工件尺寸较大或表面曲率半径较小的非球面时，人工精确调平的效率非常低，且当对工件进行多次迭代加工时，每轮加工都需要重新手动调节工件姿态，加工精度和效率会受到极大影响，基于此，在本申请文件中，提供了一种磁流变抛光工件位姿测算方法，构建了工件的几何位姿理论模型，并基于工件在测试过程中的实际坐标系与理想状态下的理轮坐标系之间的坐标系变化关系，自动将工件在理论坐标系下中的轨迹规划转变到实际坐标系中来，使得在抛光过程中不再需要依靠人工对待抛光工件进行精确调平，从而解决工件精确调平过程中精度受人工经验影响且效率低下等问题。

优选地，所述S1包括以下子步骤：

S11：以C轴转台中心为坐标原点，建立与所述机床坐标系方向相同的测量坐标系；

S12：获取所述工件的几何形状、尺寸、表面凹凸类型、非球面系数、离轴量以及光轴夹角；