光學自由曲面超精密飛刀加工數控代碼生成的研究.pdf

1、伴隨著光電資訊技術的迅速發(fā)展，自由曲面在先進光學設計與制造技術中已經取得了主導地位。與傳統(tǒng)的球面光學相比較，自由曲面適應了現代光電資訊技術對資訊發(fā)送、接收、轉換、傳遞與存儲功能的特殊需要，光學面形可由非對稱、不規(guī)則、復雜的曲面隨意組合而成。同時其制造方法也突破了傳統(tǒng)光學古典加工方法的概念，采用先進的數控超精密制造技術，直接加工出自由光學鏡面，達到亞微米級面形精度與納米級表面粗糙度。并采用光學塑膠等新材料新技術替代傳統(tǒng)的光學玻璃材料進行大

2、批量生產。
　　本論文針對光學自由曲面的超精密數控加工中的關鍵問題進行研究。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于刀具軌跡規(guī)劃以及數控代碼生成的相關文獻，歸納出幾種不同的加工策略，并列舉了目前流行的數控加工輔助工具軟件。進而針對本課題涉及的實驗設備提出了相應的刀具軌跡生成方法以及刀具幾何補償方法，并且通過實驗驗證了該方法的必要性以及有效性。并以實際加工f-theta樣板鏡為例，說明了針對超精密飛刀加工數控銑床的等殘留高

3、度刀具軌跡生成方法，以及干涉避免算法，并在實驗中得到驗證。
　　本論文利用實驗的方法，利用表面測量儀器對加工誤差的產生進行了分析。分析的結果分別顯示了由刀具磨損以及機床軸向運動產生的誤差對表面質量的影響，并且確定了設備影響表面質量的主要因素，為進一步對設備進行維護以及對加工誤差進行刀具軌跡補償奠定了基礎。
　　本論文最后將開發(fā)的刀具軌跡以及數控代碼生成方法應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系統(tǒng)