光學(xué)自由曲面超精密飛刀加工數(shù)控代碼生成的研究.pdf

1、伴隨著光電資訊技術(shù)的迅速發(fā)展，自由曲面在先進(jìn)光學(xué)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)中已經(jīng)取得了主導(dǎo)地位。與傳統(tǒng)的球面光學(xué)相比較，自由曲面適應(yīng)了現(xiàn)代光電資訊技術(shù)對資訊發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換、傳遞與存儲功能的特殊需要，光學(xué)面形可由非對稱、不規(guī)則、復(fù)雜的曲面隨意組合而成。同時(shí)其制造方法也突破了傳統(tǒng)光學(xué)古典加工方法的概念，采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)，直接加工出自由光學(xué)鏡面，達(dá)到亞微米級面形精度與納米級表面粗糙度。并采用光學(xué)塑膠等新材料新技術(shù)替代傳統(tǒng)的光學(xué)玻璃材料進(jìn)行大

2、批量生產(chǎn)。
　　本論文針對光學(xué)自由曲面的超精密數(shù)控加工中的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究。論文首先綜述了傳統(tǒng)加工過程以及超精密加工過程中關(guān)于刀具軌跡規(guī)劃以及數(shù)控代碼生成的相關(guān)文獻(xiàn)，歸納出幾種不同的加工策略，并列舉了目前流行的數(shù)控加工輔助工具軟件。進(jìn)而針對本課題涉及的實(shí)驗(yàn)設(shè)備提出了相應(yīng)的刀具軌跡生成方法以及刀具幾何補(bǔ)償方法，并且通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的必要性以及有效性。并以實(shí)際加工f-theta樣板鏡為例，說明了針對超精密飛刀加工數(shù)控銑床的等殘留高

3、度刀具軌跡生成方法，以及干涉避免算法，并在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。
　　本論文利用實(shí)驗(yàn)的方法，利用表面測量儀器對加工誤差的產(chǎn)生進(jìn)行了分析。分析的結(jié)果分別顯示了由刀具磨損以及機(jī)床軸向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的誤差對表面質(zhì)量的影響，并且確定了設(shè)備影響表面質(zhì)量的主要因素，為進(jìn)一步對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)以及對加工誤差進(jìn)行刀具軌跡補(bǔ)償?shù)於嘶A(chǔ)。
　　本論文最后將開發(fā)的刀具軌跡以及數(shù)控代碼生成方法應(yīng)用到汽車車燈自由曲面反射面原型的加工中，并以此分析了自由曲面光學(xué)系統(tǒng)