一种磁流变抛光去除函数的提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种磁流变抛光去除函数的提取方法及装置，该方法包括：获取基片元件采斑前和采斑后的面形检测数据；所述基片元件边缘处带有位置标记；根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据；对所述残差数据进行中值滤波处理；对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数；对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数。该方法能够准确提取磁流变抛光去除函数，提高去除函数准确性与磁流变加工精度。

A Method and Device for Extracting Removal Function of Magnetorheological Polishing

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变抛光去除函数的提取方法及装置
本专利技术涉及光学加工领域，具体是一种磁流变抛光去除函数的提取方法及装置。
技术介绍
磁流变抛光技术是一种新兴的光学表面精密加工技术，具有不产生亚表面缺陷、易于实现数控精确控制、加工精度高、抛光效率高等诸多优点。磁流变抛光技术广泛用于大口径平面光学元件的抛光、连续位相板(CPP)的成型、非球面光学元件的精抛，对高精度光学元件的加工有着重要的意义。磁流变去除函数的准确性是实现磁流变高确定性加工的一个关键因素，直接决定了光学元件的加工精度。传统磁流变去除函数提取方法是直接采用矩形mask进行框选，提取mask内部的数据作为去除函数有效数据，但是由于磁流变去除函数是非对称的D字形结构，矩形mask不能很好的逼近实际去除函数形状轮廓，使得非真实数据引入到去除函数中，造成去除函数失真；同时由于磁流变采斑过程中磁流变缎带的波动及干涉检测过程中可能产生的毛刺、噪点等因素会引入误差，这会降低去除函数提取的准确性，进而降低磁流变加工的精度。因此，如何准确提取磁流变抛光去除函数的有效数据，提高磁流变加工的精度是同行从业人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是为了解决传统方法难以准确提取磁流变抛光去除函数的有效数据、进而降低磁流变加工的精度的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种磁流变抛光去除函数的提取方法，包括：获取基片元件采斑前和采斑后的面形检测数据；所述基片元件边缘处带有位置标记；根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据；对所述残差数据进行中值滤波处理；对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数；对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数。在一个实施例中，根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据，包括：对所述采斑前、采斑后的面形检测数据，分别进行数据旋转操作；所述数据旋转操作包括：以面形检测数据几何中心为旋转中心O，旋转角度为采斑基片元件上位置标记与Y轴的夹角α；将面形边缘的位置标记点A旋转到Y轴正上方点B；根据位置标记，当采斑前、采斑后的面形检测数据位置对应时，将采斑后的面形检测数据减去采斑前的面形检测数据，计算得残差数据。在一个实施例中，对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数，包括：对滤波处理后的残差数据进行旋转，确保去除函数小端处于正下方；对每个去除函数采用MRFSpotmask逼近其轮廓边缘，生成多个含有相同参数的去除函数。在一个实施例中，所述MRFSpotmask，包括：处于中心位置的十字线，用于定位去除函数的中心位置；位于下部的椭圆弧，用于控制去除函数小端轮廓的形态；位于上方的椭圆弧，用于控制去除函数大端轮廓的形态；其数学表达式为：上式中x0、y0表示十字线中心坐标，x表示水平方向坐标，y表示垂直方向坐标，a表示宽度系数，b表示高度系数，c表示曲率系数。在一个实施例中，对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数，包括：计算提取所述多个含有相同参数的去除函数中的最大值，计算公式为：上式中，spoti表示去除函数，i＝2～N，N为采斑操作时的采斑个数；vi表示最大值，i＝1～N；spot表示提取最终的去除函数。第二方面，本专利技术还提供一种磁流变抛光去除函数的提取装置，包括：获取模块，用于获取基片元件采斑前和采斑后的面形检测数据；所述基片元件边缘处带有位置标记；计算模块，用于根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据；滤波模块，用于对所述残差数据进行中值滤波处理；生成模块，用于对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数；提取模块，用于对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数。在一个实施例中，所述计算模块，包括：旋转子模块，用于对所述采斑前、采斑后的面形检测数据，分别进行数据旋转操作；所述数据旋转操作包括：以面形检测数据几何中心为旋转中心O，旋转角度为采斑基片元件上位置标记与Y轴的夹角α；将面形边缘的位置标记点A旋转到Y轴正上方点B；计算子模块，用于根据位置标记，当采斑前、采斑后的面形检测数据位置对应时，将采斑后的面形检测数据减去采斑前的面形检测数据，计算得残差数据。在一个实施例中，所述生成模块，包括：确定子模块，用于对滤波处理后的残差数据进行旋转，确保去除函数小端处于正下方；生成子模块，用于对每个去除函数采用MRFSpotmask逼近其轮廓边缘，生成多个含有相同参数的去除函数。在一个实施例中，所述生成子模块中的MRFSpotmask，具体包括：处于中心位置的十字线，用于定位去除函数的中心位置；位于下部的椭圆弧，用于控制去除函数小端轮廓的形态；位于上方的椭圆弧，用于控制去除函数大端轮廓的形态；其数学表达式为：上式中x0、y0表示十字线中心坐标，x表示水平方向坐标，y表示垂直方向坐标，a表示宽度系数，b表示高度系数，c表示曲率系数。在一个实施例中，所述提取模块，具体用于计算提取所述多个含有相同参数的去除函数中的最大值，计算公式为：上式中，spoti表示去除函数，i＝2～N，N为采斑操作时的采斑个数；vi表示最大值，i＝1～N；spot表示提取最终的去除函数。本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本专利技术实施例提供的一种磁流变抛光去除函数的提取方法，本方法适用于磁流变加工工艺中去除函数提取，采用了中值滤波的方法消除了干涉检测中可能引入的噪点、毛刺点，提高了去除函数的面形数据的准确性；可以获得较为准确的磁流变去除函数，该方法操作简便、准确，容易实现，可以有效地提取磁流变去除函数，提高磁流变加工精度，是一种值得推广的磁流变去除函数提取方法。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步地详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的磁流变抛光去除函数的提取方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的步骤S104流程图；图3为本专利技术实施例提供的采斑基片中粘贴三角形定位标签示意图；图4为本专利技术实施例提供的面形数据旋转示意图；图5为本专利技术实施例提供的MRFSpotmask结构示意图；图6为实例1提供的提取磁流变去除函数的流程图；图7为实例1中采斑基片初始面形start，PV＝0.486λ的示意图；图8为实例1中基片采斑后面形end，PV＝0.440λ的示意图；图9为实例1中基片采斑残余误差面形sub，PV＝0.396λ的示意图；图10为实例1中MRFSpotmask逼近去除函数轮廓示意图；图11为实例1中sub数据中左侧去除函数spot1的示意图；图12为实例1中sub数据中右侧去除函数spot2的示意图；图13为实例1中去除函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，包括：获取基片元件采斑前和采斑后的面形检测数据；所述基片元件边缘处带有位置标记；根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据；对所述残差数据进行中值滤波处理；对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数；对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数。

【技术特征摘要】
1.一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，包括：获取基片元件采斑前和采斑后的面形检测数据；所述基片元件边缘处带有位置标记；根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据；对所述残差数据进行中值滤波处理；对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数；对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数。2.如权利要求1所述的一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，根据所述采斑前、采斑后的面形检测数据及基片元件的位置标记，计算得残差数据，包括：对所述采斑前、采斑后的面形检测数据，分别进行数据旋转操作；所述数据旋转操作包括：以面形检测数据几何中心为旋转中心O，旋转角度为采斑基片元件上位置标记与Y轴的夹角α；将面形边缘的位置标记点A旋转到Y轴正上方点B；根据位置标记，当采斑前、采斑后的面形检测数据位置对应时，将采斑后的面形检测数据减去采斑前的面形检测数据，计算得残差数据。3.如权利要求1所述的一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，对滤波处理后的残差数据，采用椭圆弧逼近去除函数轮廓，生成多个含有相同参数的去除函数，包括：对滤波处理后的残差数据进行旋转，确保去除函数小端处于正下方；对每个去除函数采用MRFSpotmask逼近其轮廓边缘，生成多个含有相同参数的去除函数。4.如权利要求3所述的一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，所述MRFSpotmask，包括：处于中心位置的十字线，用于定位去除函数的中心位置；位于下部的椭圆弧，用于控制去除函数小端轮廓的形态；位于上方的椭圆弧，用于控制去除函数大端轮廓的形态；其数学表达式为：上式中x0、y0表示十字线中心坐标，x表示水平方向坐标，y表示垂直方向坐标，a表示宽度系数，b表示高度系数，c表示曲率系数。5.如权利要求1所述的一种磁流变抛光去除函数的提取方法，其特征在于，对所述多个含有相同参数的去除函数，执行数据偏移、求平均操作，提取去除函数，包括：计算提取所述多个含有相同参数的去除函数中的最大值，计算公式为：上式中，spoti表示去除函数，i＝2～N，N为采斑操作时的采斑个数；vi表示最大值，i＝1～N；spot表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐才学，温圣林，张远航，颜浩，嵇保建，王翔峰，邓燕，石琦凯，张清华，李昂，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51