一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真及加工方法技术

本发明专利技术适用于光学复杂曲面元件的超精密抛光领域，提供了一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真及加工方法，包括以下步骤：H1：根据干涉仪的检测图像和加工后预期面形，计算初始面形误差；H2：根据元件类型和初始面形误差选取合适的抛光轨迹；H3：对面形误差进行非球面区域划分，获得各个划分区域的位置、大小、球面半径和球心坐标，得到各个划分区域的去除函数；H4：进行磁流变抛光采斑实验，获取当前加工条件下实际抛光斑的三维形貌，并计算得到各个划分区域的抛光斑去除函数；H5：分配驻留点，并计算驻留时间矩阵。本方法可以达到高精度的磁流变抛光效果，为磁流变抛光工艺提供理论支持。持。持。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真及加工方法


[0001]本专利技术涉及光学复杂曲面元件的超精密抛光领域，尤其是涉及一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真及加工方法。

技术介绍

[0002]早在2001年，国外已有学者开展了磁流变抛光实验，分析了光学元件磁流变抛光的材料去除机理，其特点是用磁场吸附磁流变液，液体在抛光轮的带动下实现表面材料的剪切去除。因为磁流变抛光具有低亚表面损伤、高加工效率、高去除稳定性和高表面精度等优势，且能够获得较小尺寸的柔性抛光斑，所以磁流变抛光适合小周期复杂曲面光学元件的超精密加工。
[0003]在相同加工工艺参数下，球面抛光斑与平面抛光斑的形貌和尺寸都是不同的，而加工非球面光学元件时，表面不同位置的局部拟合球面半径和抛光斑形貌也不尽相同。为保证非球面元件磁流变抛光时能够获取正确的抛光斑，需使抛光轮与元件接触中心点处的磁流变液运动方向与元件局部点处的切平面重合，因此加工时非球面元件上各点所对应的抛光轮姿态是不同的，造成抛光斑在切平面上的形貌与XOY平面上的形貌不同，这就涉及到抛光斑全局坐标与局部坐标的变换问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：H1：根据干涉仪的检测图像和加工后预期面形，计算初始面形误差；H2：根据元件类型和初始面形误差选取合适的抛光轨迹；H3：对面形误差进行非球面区域划分，获得各个划分区域的位置、大小、球面半径和球心坐标，得到各个划分区域的去除函数；H4：进行磁流变抛光采斑实验，获取当前加工条件下实际抛光斑的三维形貌，并计算得到各个划分区域的抛光斑去除函数；H5：分配驻留点，并计算驻留时间矩阵。2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真方法，其特征在于，步骤H3中，对非球面进行区域划分时，划分的原则为离轴量越大划分区域越小。3.根据权利要求2所述的一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的加工仿真方法，其特征在于，步骤H3中，局部最佳球面按下式进行计算：A
·
t＝b；式中，A、t、b的计算表达式为：式中，(x
0i
,y
0i
,z
0i
)为初始球心坐标，r
0i
为球半径，(x
i
,y
i
,z
i
)为原始数据坐标，x
0i+1
＝x
0i
+Δx、y
0i+1
＝y
0i
+Δy、z
0i+1
＝z
0i
+Δz、r
0i+1
＝r
0i
+Δr，经过多次迭代可求得各个划分区域的球面半径及球心坐标。4.根据权利要求3所述的一种复杂曲面光学元件磁流变抛光的仿真方法，其特征在于，步骤H4中，还包括将切平面抛光斑投影到全局坐标系中，获得各个划分区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯晶，许乔，李洁，钟波，陈贤华，郑楠，李海波，邓文辉，王健，
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：