一种非球面光学模具加工控制系统的制作方法

本发明涉及光学模具加工技术领域，尤其涉及一种非球面光学模具加工控制系统。

背景技术：

在精密光学、机械以及电子系统中所用的先进陶瓷和光学玻璃元件均需要超高的形状精度、表面精度以及非常小的加工变质层。然而，目前的非球面光学模具加工控制系统只能控制直线电机的各轴运动以完成工件的初加工，而不能对初加工完成的工件进行精度检测，从而不能根据初加工完成的工件的误差值控制加工控制系统对工件偏差进行再次加工修正，导致工件的精度不高，无法满足实际需求。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种非球面光学模具加工控制系统，其能够提高模具的加工精度，提高产品的性能和质量，促进产品的小型化，增强零件的互换性。

为了实现上述目的，本发明提供一种非球面光学模具加工控制系统，包括工控机、控制器、加工装置和检测系统。

所述工控机用于根据用户输入信息生成加工程序指令，然后发送所述加工程序指令至所述控制器。

所述控制器连接所述工控机，用于根据所述加工程序指令匹配运动模式，然后根据匹配出的所述运动模式发送运动指令给所述加工装置。

所述加工装置连接所述控制器，用于对待加工模具进行加工。

所述检测系统用于对初加工模具进行精度检测，并根据初加工模具的误差值控制所述加工控制系统对初加工模具进行加工修正。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述工控机连接外部电源，包括键盘和鼠标。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述键盘用于在所述工控机中键入加工程序信息，然后生成加工程序指令；所述鼠标用于选中程序按钮，然后将所述加工程序指令发送给所述控制器。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述工控机还包括cpu、硬盘、内存、插接式硬盘、smc、sd卡和fc。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述控制器为umac控制器。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述umac控制器用于控制步进电机、交直流伺服电机、直线电机和液压伺服电机；所述umac控制器还用于接收检测元件的反馈信号。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述加工装置包括设置于z轴导轨上的数控装置和压电驱动器，所述压电驱动器靠近所述待加工模具的一端设有刀具；所述加工装置还包括设置于x轴导轨上的电机，所述电机的输出端连接电机轴，所述电机轴连接待加工模具。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述检测系统包括传感器、机床脉冲、接口电路、脉冲计数卡、数据采集模块和报警模块；所述传感器和机床脉冲都连接所述接口电路，所述接口电路连接所述数据采集模块的采集端口，所述接口电路还连接脉冲计数卡，所述脉冲计数卡连接工控机，所述工控机连接所述数据采集模块。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，所述工控机还连接报警模块。

根据本发明的非球面光学模具加工控制系统，本发明还提供一种加工非球面光学模具的方法，包括如下步骤：

步骤一

对所述工控机通电，然后键入加工程序，并将加工程序指令发送给所述控制器；

步骤二

所述控制器根据所述加工程序指令，与所述控制器具有的所有运动模式进行匹配，匹配到相应的运动模式后，所述控制器生成运动指令，然后将所述运动指令发送给所述加工装置；

步骤三

所述加工装置根据所述运动指令做相应的旋转或者直线运动，使非球面光学模具加工控制系统完成所述待加工模具的初加工，得到初加工模具；

步骤四

所述检测系统测量所述初加工模具的精确度，并向所述工控机反馈所述初加工模具的误差值；

所述工控机根据所述误差值生成误差补正程序指令，并向所述控制器发送该指令；

所述控制器接收所述误差补正程序指令，并向所述加工装置输出补正指令；

所述加工装置根据所述补正指令控制相关电机联动，对所述初加工模具进行精密加工，得到精加工模具；

步骤五

所述检测系统再次对所述精加工模具进行测量，直至精确度在误差允许范围内，所述工控机发出停止加工程序指令，结束对模具的加工。

本发明的目的在于提供一种非球面光学模具加工控制系统，通过工控机根据用户输入信息生成加工程序指令并发送给控制器，控制器根据加工程序指令匹配出工作模式，并向加工装置发送运动指令，完成待加工模具的初加工。本发明还增设了检测系统测量初加工完成的模具精度，并向工控机反馈模具误差值，使工控机根据模具误差值生成误差补正程序指令，并发送给控制器，控制器控制加工装置重新对模具进行精密加工。综上所述，本发明的有益效果是：能够提高模具的加工精度，提高产品的性能和质量，促进产品的小型化，增强零件的互换性。

附图说明

图1是本发明加工控制系统流程图；

图2是本发明加工装置结构示意图；

图3是本发明检测系统流程图；

在图中：1-工控机，2-控制器，3-加工装置，31-z轴导轨，32-数控装置，33-压电驱动器，34-刀具，35-x轴导轨，36-电机，37-电机轴，38-待加工模具；4-检测系统，41-传感器，42-机床脉冲，43-接口电路，44-脉冲计数卡，45-数据采集模块，46-报警模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种非球面光学模具加工控制系统，包括工控机1、控制器2、加工装置3和检测系统4。

工控机1的作用是根据用户输入信息生成加工程序指令，并发送加工程序指令至控制器2。工控机1与外部电源连接，包括键盘和鼠标，用户可以根据需要的运动模式，使用键盘在工控机1中键入加工程序信息，生成加工程序指令，然后使用鼠标选中已经编译好的程序按钮，发送给控制器2。加工程序指令指的是与电机驱动器一起控制电机的运动模式所对应的加工程序指令，运动模式包括旋转运动模式、直线运动模式、圆周运动模式、曲线运动模式和圆弧运动模式等，每个运动模式都对应一种运动指令。工控机1具有计算机的属性和特征，如具有计算机cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)、硬盘、内存等内部存储设备，还具有插接式硬盘，smc(smartmediacard，智能存储卡)，sd(securedigital，安全数字卡)，fc(flashcard，闪存卡)等外部存储设备，并具有操作系统、控制网络和协议、计算能力以及友好的人机界面，可为其他各结构/设备/系统提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。当然，工控机1还包括其他零部件，例如：输入输出设备、网络接入设备、总线等。

控制器2连接工控机1，作用是根据加工程序指令匹配运动模式，并根据匹配出的运动模式发送运动指令给加工装置3；控制器2可通过umac控制器2(多轴运动控制器2)实现。umac控制器2可以控制步进电机、交直流伺服电机、直线电机、液压伺服电机等，还可以接收光栅尺、电磁阀、信号灯、报警器、感测器、激光干涉仪、电位计、旋转变压器等检测元件的反馈功能，可以允许用户使用诸如vc++、c、c++、vb、delphi等多种语言开发程序，便于用户使用。

加工装置3连接控制器2，加工装置3接收到运动指令后，对待加工模具38进行加工。加工装置3包括设置于z轴导轨31上的数控装置32和压电驱动器33，压电驱动器33靠近待加工模具38的一端设有刀具34；加工装置3还包括设置于x轴导轨35上的电机36，电机36的输出端连接电机轴37，电机轴37连接模具38。电机36可以在x轴导轨35上移动，实现待加工模具38的x向移动，电机轴37在电36的作用下可以旋转，实现待加工模具38的角度调节；压电驱动器33可以在z轴导轨31上移动，实现刀具34的z向移动。

检测系统4用于对初加工模具进行精度检测，并根据初加工模具的误差值控制加工控制系统对初加工模具的偏差进行加工修正。检测系统4包括传感器41、机床脉冲42、接口电路43、脉冲计数卡44、数据采集模块45、报警模块46；传感器41和机床脉冲42都连接接口电路43，接口电路43连接数据采集模块45的采集端口，接口电路43还连接脉冲计数卡44，脉冲计数卡44连接工控机1，工控机1连接数据采集模块45，工控机1还连接报警模块46。脉冲计数卡44对接口电路43的脉冲进行技数，等待计数条件满足，发出触发信号，工控机1把触发信号送入数据采集模块45的采集通道，通知数据采集模块45进行数据采集，将实测误差数据所拟合出的误差曲线减去系统误差，得到新的误差曲线，将待加工模具38的理想曲线减去新的误差曲线，得到补偿加工理想轨迹，工控机1根据模具误差值生成误差补正程序指令，并向控制器2发送误差补正程序指令，加工装置3再对待加工模具38进行精加工或者修正。

工作过程中，工控机1通电后，用户对工控机1键入加工程序，工控机1根据加工程序生成加工程序指令，并将程序指令发送给控制器2；控制器2根据加工程序指令与其具有的所有运动模式进行匹配，匹配到相应的运动模式后生成运动指令，并发送给加工装置3；加工装置3根据运动指令做相应的旋转或者直线运动，使非球面光学模具加工控制系统完成待加工模具38的初加工；检测系统4测量初加工完成的模具的精确度，并向工控机1反馈模具误差值，工控机1根据模具误差值生成误差补正程序指令并向控制器2发送该指令，控制器2接收误差补正程序指令并向加工装置3输出补正指令，加工装置3根据补正指令控制相关电机联动，以对模具进行再次精密加工；检测系统4再次对精密加工后的模具进行测量，如果所测的模具精确度在误差允许范围内，则工控机1发出停止加工程序指令，如果所测的模具精确度不在误差允许范围内，则检测系统4继续向工控机1反馈模具误差值，使工控机1根据模具误差值再次生成误差补正程序指令，直到模具的精确度达到误差允许范围内才结束对模具的加工。

根据上述非球面光学模具加工控制系统。本发明还提供一种非球面光学模具加工方法，包括如下步骤：

步骤一

对工控机1通电，然后键入加工程序，并将程序指令发送给控制器2；

步骤二

控制器2根据加工程序指令，与控制器2具有的所有运动模式进行匹配，匹配到相应的运动模式后生成运动指令，并发送给加工装置3；

步骤三

加工装置3根据运动指令做相应的旋转或者直线运动，使非球面光学模具加工控制系统完成待加工模具38的初加工，得到初加工模具；

步骤四

检测系统4测量初加工模具的精确度，并向工控机1反馈误差值，工控机1根据误差值生成误差补正程序指令并向控制器2发送该指令，控制器2接收误差补正程序指令并向加工装置3输出补正指令，加工装置3根据补正指令控制相关电机联动，对模具进行精密加工，得到精加工模具；

步骤五

检测系统4再次对精加工模具进行测量，如果所测的精确度在误差允许范围内，则工控机1发出停止加工程序指令，如果所测的精确度不在误差允许范围内，则检测系统4继续向工控机1反馈误差值，使工控机1根据模具误差值再次生成误差补正程序指令，直到模具的精确度达到误差允许范围内才结束对模具的加工。

综上所述，本发明通过工控机根据用户输入信息生成加工程序指令并发送给控制器，控制器根据加工程序指令匹配出工作模式，并向加工装置发送运动指令，完成待加工模具初加工。本发明还增设了检测系统测量初加工完成的模具精度，并向工控机反馈模具误差值，使工控机根据模具误差值生成误差补正程序指令，并发送给控制器，控制器控制加工装置重新对模具进行精密加工。综上所述，本发明的有益效果是：能够提高模具的加工精度，提高产品的性能和质量，促进产品的小型化，增强零件的互换性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。