一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。精度受人工经验影响的问题。精度受人工经验影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法


[0001]本专利技术涉及数控光学制造
，尤其涉及一种磁流变抛光工件位姿测算方法及抛光方法。

技术介绍

[0002]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。

技术实现思路

[0003]本专利技术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。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种磁流变抛光工件位姿测算方法，包括以下步骤：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁流变抛光工件位姿测算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：构建工件(10)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(10)的中心点位置；S3：以所述中心点位置为原点，建立所述工件(10)的理论坐标系(21)，且所述理论坐标系(21)与机床坐标系(1)平行；S4：测算所述工件(10)的实际坐标系(20)与所述理论坐标系(21)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(10)的姿态，重复执行所述S1
‑
S3；否则，执行S5；S5：构建所述工件(10)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(10)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(10)的实际加工轨迹；其中，所述坐标变换矩阵为所述工件(10)的实际坐标系(20)与所述理论坐标系(21)之间的刚体变换矩阵。2.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光工件位姿测算方法，其特征在于，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(1)方向相同的测量坐标系(8)；S12：获取所述工件(10)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；S13：根据所述几何形状、所述尺寸、所述表面凹凸类型、所述非球面系数、所述离轴量、所述光轴夹角以及所述测量坐标系(8)建立所述几何位姿测量模型。3.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光工件位姿测算方法，其特征在于，所述S2包括以下子步骤：S21：获取C轴轴线处对应的工件表面位置；S22：根据所述几何位姿测量模型和所述工件表面位置生成第一驱动信号；S23：三坐标测头(6)响应于所述第一驱动信号沿不同方向对所述工件(10)的侧面位置进行测量；S24：根据侧面位置的测量结果以及所述几何位姿测量模型计算所述中心点的位置。4.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光工件位姿测算方法，其特征在于，所述S4包括以下子步骤：S41：根据所述几何位姿测量模型生成第二驱动信号；S42：三坐标测头(6)响应于所述第二驱动信号对所述工件(10)上表面的预设点进行测量，以获取所述预设点在所述机床坐标系(1)下的坐标；S43：根据所述预设点在所述机床坐标系(1)下的坐标，判断是否满足下式：max{tan
‑1((z
x+
‑
z
x
‑
)/2D
x
)，tan
‑1((z
y+
‑
z
y
‑
)/2D
y
)}≤σ；其中，z
x+
表示距所述中心点X正向偏置D
x
测点的Z向测量值，z
x
‑
表示距所述中心点X负向偏置D
x
测点的Z向测量值，z
y+
表示距所述中心点Y正向偏置D
y
测点的Z向测量值，z
y
‑
表示距所述中心点Y负向偏置D
y
测点的Z向测量值，D
x
表示距所述中心点x向偏置距离，D
y
表示距所述
中心点Y向偏置距离；S44：在满足上式时，执行所述S5；否则，调整所述工件(10)姿态，重复执行S1
‑
S3。5.根据权利要求1所述的一种磁流变抛光工件位姿测算方法，其特征在于，所述S5包括以下子步骤：S...

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，张云飞，曾靖超，郑永成，黄文，张建飞，陈立，李凯隆，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：