可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统

摘要

一种可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统，包括磨床参数数据库模块、磨削工艺数据库模块、人机交互模块、约束条件构造模块，砂轮几何参数重构模块，虚拟轴生成模块，少轴轨迹规划与局部干涉检查模块，砂轮磨损预测与轨迹修正模块、少轴加工代码生成模块、工艺步骤与工艺参数生成模块、少轴超精密数控磨床执行模块、镜面质量检测模块、砂轮整形修锐模块。针对不同加工要求，可快速重构磨削工艺参数、砂轮几何参数、磨床主轴倾斜角度、砂轮运动轨迹以及加工代码，并对砂轮磨损进行预测补偿。本发明系统具有可加工光学镜面口径大、少轴、可重构、效率高、精度高、稳定性好、适应性强的特点。

主权项

一种可重构少轴超精密大型光学镜面磨削系统，其特征是，包括：磨床参数数据库模块，用于记录少轴超精密数控磨床的参数；磨削工艺数据库模块，用于记录磨削条件、使用的工艺参数、可达到的镜面质量；人机交互模块，用于接受用户的输入并显示系统运行的中间结果；约束条件构造模块，用于结合所述人机交互模块以及从数据库接口获取的所述磨床参数数据库和所述磨削工艺数据库中记录的信息，提供磨削系统的系统约束条件；工艺步骤与工艺参数生成模块，用于根据系统约束条件来确定磨削的工艺步骤与工艺参数；砂轮几何参数重构模块，用于在所述系统约束条件的基础上重构砂轮几何参数；虚拟轴生成模块，用于根据砂轮几何参数和系统约束条件，虚拟出两个几何位置确定的旋转轴；少轴轨迹规划与局部干涉检查模块，用于在所述虚拟轴生成模块提供的所述几何位置确定的旋转轴以及根据所述工艺步骤与工艺参数生成模块提供的磨削过程中间曲面的几何性质，重构砂轮的运动轨迹，生成无局部干涉的砂轮磨削运动轨迹；砂轮磨损预测与轨迹修正模块，用于根据所述砂轮几何参数重构模块提供的砂轮几何参数和所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块提供的砂轮运动轨迹，预测砂轮磨削过程中几何参数与轮廓的变化并获得砂轮运动轨迹的修正量；少轴加工代码生成模块，用于根据所述少轴轨迹规划与局部干涉检查模块提供的砂轮运动轨迹、所述砂轮磨损预测与轨迹修正模块提供的砂轮运动轨迹修正量以及所述工艺步骤与工艺参数生成模块提供的磨床主轴转速和砂轮进给速度，生成磨床数控系统的加工代码；少轴超精密数控磨床执行模块，用于通过所述少轴加工代码生成模块提供的加工代码，对光学镜面进行加工；砂轮整形修锐模块，用于根据所述砂轮几何参数重构模块提供的砂轮几何参数，对砂轮进行轮廓的整形；及镜面质量检测模块，用于在加工过程中为所述砂轮磨损预测与轨迹修正模块提供镜面面形精度，以及在加工后检测光学镜面的表面质量，并将结果与当次磨削的磨削条件和磨削工艺参数一起记录到所述磨削工艺数据库模块。