一种复合抛光路径的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学加工领域，具体涉及一种用于控制加工工具运动轨迹的复合抛光 路径。
【背景技术】
[0002] 光学技术以及光电子技术的发展对光学元件的面形精度、表面粗糙度等加工质量 提出了越来越高的要求。为了有效控制光学元件表面的加工质量，加工人员普遍采用同心 圆路径以及螺旋线路径。这类路径易于在极坐标系中表述因而一般被称为极坐标路径。这 类路径的共同优点是算法简单、易于实现以及加工效率高，其共同缺点是加工后造成光学 元件表面出现同心圆形状的中频误差。这种现象是由于路径运动方向的单一性以及材料去 除方向的单一性造成的。为了解决这一问题，加工人员可以采用光栅路径与极坐标路径相 结合的方式去除单一路径所产生的中频误差。但是，由于去除光学表面的中频误差的相当 困难，往往需要多轮的循环加工。因而这种方向单一的加工路径产生的中频残差极大地影 响了加工效率以及光学表面质量。
【发明内容】
[0003] 本发明为解决现有极坐标抛光路径产生特定周期中频误差的问题，提供了一种复 合抛光路径。
[0004] 复合抛光路径，该复合抛光路径由m个离散点构成，即{Pi(X，y)，i = 1 ···!!!}，所述m 个离散点的计算方法是以极坐标路径为基础并附加法向偏移项获得，复合抛光路径的解析 关系为：
[0006] 式中，p (a，Θi)为基准项的极坐标路径，Θ iSPi点对应的极角，a为控制极坐标路径 间距的路径距离控制系数;ζ(?3 J1)为偏移项的振幅控制函数，b为基准振幅，A(Kj1)为偏移 项的形状函数，κ为用于控制形状函数在圆周范围内出现的波数。
[0007] 本发明的有益效果:本发明采用复合抛光路径可以保证在其周向去除的同时增加 径向去除能力，避免路径运动方向单一造成的中频误差残留，有利于抑制光学表面的中频 误差提高表面加工精度。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明所述的复合抛光路径原理示意图。
【具体实施方式】
[0009]【具体实施方式】一、结合图1说明本实施方式，复合抛光路径，该复合抛光路径由m个 离散点构成，即{Pi(x，y) 4 = 1···πι}。
[001 0]复合路径各点的计算方法是以普通极坐标路径为基础并附加法向偏移项获得，复 合抛光路径遵循如下解析关系：
[0012] 式中，等号右侧第1项为基准项，等号右侧第2项为偏移项;p(a，0i)代表基准极坐 标路径，QAP1点对应的极角（θ 1 = θ^+ Δ θ，为Pk点对应的极角，Δ Θ为角度步长，用于 控制离散点的疏密），a为控制极坐标路径间距的路径距离控制系数;G(b J1)为偏移项的振 幅控制函数，b为基准振幅，通常b < 0.5a; λ(κ，Θi)为偏移项的形状函数，κ用于控制形状函 数在圆周范围内出现的波数。
[0013] 作为一种优选方案基准极坐标路径为阿基米德螺旋线，即
[0015]式中a为控制极坐标路径间距的路径距离控制系数，在此公式⑵中即表示阿基米 德螺旋线的螺距，通常a e (〇，1 〇 ]，此处取a = 6。
[0016] 作为一种优选方案形状函数为三角函数，即
[0017] A(K,9i) = sin(K0i) (3)
[0018] 所述附加法项偏移项的振动周期为T = 2 Vk，此处取κ = 8.3
[0019] 作为一种优选方案振幅控制函数为分段函数，BP
[0021] 此处取b = 10, θο为常数取为231。
[0022] 根据上述方案的确定，复合抛光路径各坐标点的解析计算式为：
[0024] 式中振幅控制函数ζ (b，Θi)的表达式如式(4)所述。
[0025] 根据式(5)以及以上所述各项系数的取值即可得到复合抛光路径。如图1所示，即 为以阿基米德螺旋线为基准项生成的一种复合抛光路径。
[0026]本实施方式中所述的附加法项偏移项的振幅可控。且当附加法项偏移项振幅为0 时，复合抛光路径退化为极坐标路径。
【主权项】
1. 复合抛光路径，该复合抛光路径由m个离散点构成，即化如，7)4 = 1-111}，其特征是， 所述m个离散点的计算方法是W极坐标路径为基础并附加法向偏移项获得，复合抛光路径 的解析关系为：式中，P(a，e〇为基准项的极坐标路径，01为Pi点对应的极角，a为控制极坐标路径间距 的路径距离控制系数;ζα,θι)为偏移项的振幅控制函数，b为基准振幅，λ(κ，θι)为偏移项的 形状函数，Κ为用于控制形状函数在圆周范围内出现的波数。2. 根据权利要求1所述的复合抛光路径，其特征在于，所述θι = θι-ι+Δ Θ，θι-ι为Pi-i点对 应的极角，A θ为角度步长，所述Δ θ用于控制离散点的疏密。3. 根据权利要求1或2所述的复合抛光路径，其特征在于，b的取值范围为:b < 0.5曰。4. 根据权利要求3所述的复合抛光路径，其特征在于，所述的附加法项偏移项的振幅可 控。5. 根据权利要求4所述的复合抛光路径，其特征在于，所述附加法向偏移项为周期函 数，所述周期函数的振动周期Τ =化A。6. 根据权利要求5所述的复合抛光路径，其特征在于，所述的附加法项偏移项振幅为0 时，复合抛光路径退化为极坐标路径。
【专利摘要】一种复合抛光路径，涉及光学加工技术领域。本发明为了解决一般极坐标路径容易造成光学元件表面出现同心圆状中频误差的问题，通过在一般极坐标路径的基础上附加偏移项的方式构造了一种复合抛光路径，该复合抛光路径的偏移项的形状可通过周期函数λ(κ,θi)进行控制，偏移项的振幅可通过振幅控制函数ζ(b,θi)进行调节。该复合抛光路径具有良好的连续性及光滑性，可以提高极坐标路径在光学元件径向的去除能力，有利于抑制同心圆状中频波纹误差，进而提高加工效率以及加工精度。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105550421
【申请号】CN201510900722
【发明人】刘健, 王绍治, 隋永新, 杨怀江
【申请人】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月9日