【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学超精密加工领域，具体为一种工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法。
技术介绍
1、同步辐射光源、高能激光以及极紫外光刻等系统是当今科学和工业领域皇冠上的明珠，系统需要大批量高精度光学元件。目前主流的加工方法有：磁流变抛光、离子束抛光、射流抛光、机器人小工具抛光以及高频振动抛光等，而其中适用于大口径、高陡度特殊面型的机器人小工具抛光具有高效率、加工轨迹灵活、高精度、低成本等突出优点，在需求日益增长的光学元件制造领域具有极大潜力。但是由于机器人本身动态特性，在实际加工过程中因多轴误差放大效应产生末端波纹状运动，最终会在光学表面残留严重的周期性中频波纹，在极端光学系统中，中频误差会导致入射光线产生小角度散射，从而造成光学系统峰值强度降低，光斑尺寸增大，影响成像质量，降低光学系统的性能，从而限制了工业机器人加工装备的进一步发展。
2、近年来对机器人本身运动误差引入的加工波纹，主要采用加工前跟踪仪测量补偿或添加力控末端稳定器等方式来缓解。但这些方法都需要额外增添装备，装备成本逼近甚至高于工业机器人本身，这无疑极大的弱化了工业机器人加工装备的竞争力，若可以从算法控制角度避免上述工业机器人的中频波纹放大的瓶颈问题，则将对工业机器人超精密加工能力及广泛应用有极大的推动价值。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服机器人小工具抛光头上述现有抑制中频误差方法的不足，通过加入周期性振动震颤，实现机器人小工具固有的中频波纹误差的抑制。所提供的方法，通过优化加工程序，解
2、实现本专利技术目的的技术解决方案如下：
3、一种工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特点在于，包括以下步骤：
4、步骤s1.根据待加工元件的面形误差分布e(x,y)和去除函数tif，生成加工程序文件，该加工程序文件为点集序列，第i点坐标为(xi,yi,zi,rxi,ryi,vi)，其中，rx为相对x轴方向旋转角度，ry为相对y轴方向旋转角度，v为速度；
5、步骤s2.确定震颤周期t，公式如下：
6、
7、式中，m为衰减常数，rms(e(x,y))为面形误差的rms值，为去除函数的傅里叶变换对应频率f处的值；mid-spatial frequency(msf)表示中频误差，rms(msf)为面形中频误差的rms值；
8、步骤s3.根据所述震颤周期t对所述加工程序文件进行插值，即以震颤周期t的一半作为实际点距对所述加工程序文件通过线性插值法进行加密，得到加密后的点集序列；
9、步骤s4.对加密后的点集序列中zi值进行奇偶项调整，生成周期震颤的加工程序文件，公式如下：
10、
11、式中，a为震颤幅值，取0.3～2mm；
12、步骤s5.根据所述周期震颤的加工程序文件对待加工元件进行加工。
13、优选的，所述步骤s1生成加工程序文件，具体包括：
14、s1.1采集测量待使用工具的去除函数tif：在与待抛光工艺参数相同的条件下，定点采集加工前后的面形变化，通过相减运算提取去除函数；或直接使用已知的去除函数；
15、s1.2测量待加工元件的面形误差分布：利用面形检测设备对待加工元件进行面形误差检测，得到面形误差分布e(x,y)；
16、s1.3根据确定加工路径步距d，公式如下：
17、
18、s1.4根据s1.2得到的面形误差分布计算加工去除量分布z(x,y)，公式如下：
19、z(x,y)＝e(x,y)+3·rms(e(x,y))+tif*tmin
20、式中，tmin是指路径间距d下机床最高进给速率对应的最小驻留时间分布；
21、s1.5计算驻留时间分布：根据所述加工去除量分布z(x,y)与步距d，利用反卷积算法计算驻留时间分布并生成加工程序文件。
22、优选的，所述衰减常数m取值为1～10。
23、优选的，所述步骤s3中线性插值法加密，具体是：
24、在相邻的第i点(xi,yi,zi,rxi,ryi,vi)和第i+1点(xi+1,yi+1,zi+1,rxi+1,ryi+1,vi+1)之间插入k点(xk,yk,zk,rxk,ryk,vk)，公式如下：
25、
26、与现有技术相比，本专利技术的技术效果如下：
27、1)本专利技术通过去除函数特性去除量分布确定路径周期与震颤周期，并基于给定参数改写程序插值点并生成新的数控代码，控制机器人抛光装备依该震颤加工程序进行超精密研抛加工。
28、2)本专利技术无需对传统机器人小工具加工装备新增力控等附加模块，仅通过对驻留时间分布赋予周期性振动震颤，即可抑制机器人周期性波纹误差的产生，且不影响元件低频误差和高频误差，这对工业机器人抛光设备的精度提升及成本降低有着重要意义。
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1.一种工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，所述步骤S1生成加工程序文件，具体包括：
3.根据权利要求1所述的工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，衰减常数m取值为1～10。
4.根据权利要求1所述的工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，所述步骤S3中线性插值法加密，具体是：
【技术特征摘要】
1.一种工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的工业机器人超精密抛光震颤式波纹误差抑制方法，其特征在于，所述步骤s1生成加工程序文件，具体包括：
3.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：路晴，万嵩林，魏朝阳，邵建达，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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