一種加工軌跡的生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種加工軌跡的生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在所有的光學(xué)加工過程中，都會產(chǎn)生非對稱誤差，修正非對稱誤差所用的時(shí)間通 常占總加工時(shí)間的一半。加工路徑的研宄對于光學(xué)元件的加工工藝具有重要意義，合理的 加工路徑，可以減少加工時(shí)間，提高加工效率，得到較好的面形結(jié)果。計(jì)算機(jī)控制光學(xué)表面 成形技術(shù)主要有兩種基本的加工路徑：光柵路徑和螺旋線路徑。對于光柵路徑，由于其工 藝控制簡單，被廣泛應(yīng)用，但是該路徑中存在許多不必要的行程，易增加加工時(shí)間，降低效 率；對于螺旋線路徑，簡單高效，但只適用于回轉(zhuǎn)型光學(xué)元件的加工，并且在修正非對稱誤 差時(shí)，同樣存在含有不必要行程的問題。且在多余的行程的駐留點(diǎn)其駐留時(shí)間一般為零，即 轉(zhuǎn)換成機(jī)床行進(jìn)速度后該處的速度為最大速度。實(shí)驗(yàn)證明過多的不必要行程容易造成機(jī)床 的行進(jìn)速度在高速和低速間快速切換，產(chǎn)生新的加工誤差，并增加對機(jī)床性能的要求。
[0003] 因此，現(xiàn)有的光柵軌跡和螺旋線軌跡兩種基本的加工路徑在光學(xué)加工中均存在多 余行程的缺陷，造成加工時(shí)間延長，加工效率較低等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種加工軌跡的生成方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中光柵軌跡和螺旋線軌 跡兩種基本的加工路徑在光學(xué)加工中均存在多余行程，造成加工時(shí)間延長，加工效率較低 等等缺陷的問題。
[0005] 本發(fā)明提供一種加工軌跡的生成方法，包括如下步驟：
[0006] 步驟S1 :對待加工工件面型進(jìn)行橫向和縱向的網(wǎng)格劃分，得到一組m行n列的網(wǎng) 格；將網(wǎng)格中交點(diǎn)的面型誤差大于或者等于加工閾值的交點(diǎn)確定為初始的駐留點(diǎn)，否則不 存在駐留點(diǎn)；生成與網(wǎng)格交點(diǎn)相對應(yīng)的mXn第一矩陣W;所述第一矩陣W中存在駐留點(diǎn)的 位置對應(yīng)的元素為1，否則為0 ;
[0007] 步驟S2 :對步驟S1得到的所述第一矩陣W逐列掃描，對于同一列中任意兩個(gè)1的 元素之間僅有兩個(gè)或者小于兩個(gè)0元素的，則將其中的元素0替換為1，更新了所述第一矩 陣W，并統(tǒng)計(jì)所述第一矩陣中元素為1的元素及其對應(yīng)的位置得到駐留點(diǎn)集合P;
[0008] 步驟S3 :根據(jù)步驟S2更新后的所述第一矩陣W獲取最優(yōu)分割線矩陣Fz;
[0009] 步驟S4 :根據(jù)所述駐留點(diǎn)集合P、所述最優(yōu)分割線矩陣Fz和所述各駐留點(diǎn)的縱坐 標(biāo)值，生成所述待加工工件面型加工軌跡。
[0010] 可選地，如上所述的方法中，根據(jù)步驟S2更新后的所述第一矩陣W獲取最優(yōu)分割 線矩陣Fz，具體包括如下步驟：
[0011] (1)首先從步驟S2更新后的所述第一矩陣W的第一行開始對每列逐列掃描；將每 列中前三個(gè)〇和1交界處1的位置提取并保存，如果不存在則為零，形成一個(gè)3Xn的第二 矩陣R;
[0012] (2)從所述第二矩陣R的第三行中獲取不為零的最小值是a3min;
[0013] (3)從所述第二矩陣R的第二行獲取小于所述a3min的非零值的最大值a2max與 最小值a2min;
[0014] (4)從所述第二矩陣R的第一行獲取全部小于所述a3min并且大于所述a2min的 值集合al;如果al為空集，則分割線a=a3min，結(jié)束尋本次尋找，執(zhí)行步驟（6);否則執(zhí)行 步驟（5);
[0015] (5)如果al不為空集，則分割線a=a2max-l，將所述a放入所述最優(yōu)分割線矩陣 Fz；
[0016] (6)判斷a是否小于m，如果a〈m，則執(zhí)行步驟（7);否則如果a彡m，則獲取最優(yōu)分 割線矩陣Fz的過程結(jié)束；
[0017] (7)從上次尋找的最優(yōu)分割線所在的行數(shù)對每列逐列掃描，將每列中前三個(gè)0和1 交界處1的位置提取并保存，如果不存在則為零，形成一個(gè)新的3Xn的所述第二矩陣R;執(zhí) 行步驟（2)。
[0018] 可選地，如上所述的方法中，所述網(wǎng)格的間距小于或者等于磨盤口徑的1/4。
[0019] 可選地，如上所述的方法中，所述網(wǎng)格劃分時(shí)所述網(wǎng)格的橫向和縱向的間距相等 或者不等。
[0020] 可選地，如上所述的方法中，所述加工閾值為所述待加工工件面型中所有駐留點(diǎn) 的面型誤差的平均值。
[0021] 可選地，如上所述的方法中，根據(jù)所述駐留點(diǎn)集合P、所述最優(yōu)分割線矩陣Fz和所 述各駐留點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，生成所述待加工工件面型加工軌跡，具體包括：
[0022] 若矩陣Fz有k個(gè)元素，根據(jù)最優(yōu)分割線矩陣Fz和各駐留點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，則將所述 駐留點(diǎn)集合P分割成k+1個(gè)子集（P1，P2，…，Pi，…Pk+1)，以保證在每個(gè)子集Pi中在縱 坐標(biāo)方向不存在不連續(xù)的駐留點(diǎn)。其中i為駐留點(diǎn)子集的序號，如果i是奇數(shù)，軌跡規(guī)劃方 向和該駐留點(diǎn)子集中駐留點(diǎn)的排列次序是相同的，對Pi不須做處理；如果i是偶數(shù)，軌跡規(guī) 劃方向和該駐留點(diǎn)子集中駐留點(diǎn)的排列次序是相反的則需要對Pi中的駐留點(diǎn)做倒序，最 終得到新的駐留點(diǎn)集合P'，并生成加工軌跡。
[0023] 本發(fā)明的加工軌跡的生成方法，通過采用如上步驟，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中光柵軌 跡和螺旋線軌跡兩種基本的加工路徑在光學(xué)加工中均存在多余行程，造成加工時(shí)間延長， 加工效率較低等等缺陷的問題，因此，采用本發(fā)明的方法生成的加工軌跡，可以在光學(xué)元件 的面型加工過程中，有效地減少加工行程，縮短加工時(shí)間，提高加工效率。
【附圖說明】
[0024] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種加工軌跡的生成方法的流程圖。
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中獲取最優(yōu)分割線矩陣的流程圖。
[0027] 圖3是本發(fā)明的駐留點(diǎn)填充前面形網(wǎng)格示意圖。
[0028] 圖4是本發(fā)明的駐留點(diǎn)填充后面形網(wǎng)格示意圖。
[0029] 圖5本發(fā)明的加工軌跡實(shí)例分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種加工軌跡的生成方法的流程圖。如圖1所示，本 實(shí)施例的加工軌跡的生成方法，具體可以包括如下步驟：
[0032] 步驟S1 :對待加工工件面型進(jìn)行橫向和縱向的網(wǎng)格劃分，得到一組m行n列的網(wǎng) 格；將網(wǎng)格中交點(diǎn)的面型誤差大于或者等于加工閾值的交點(diǎn)確定為初始的駐留點(diǎn)，否則不 存在駐留點(diǎn)；生成與網(wǎng)格交點(diǎn)相對應(yīng)的mXn第一矩陣W;
[0033] 本實(shí)施例中的第一矩陣W中存在駐留點(diǎn)的位置對應(yīng)的元素為1，否則為0 ;即不存 在駐留點(diǎn)的位置對應(yīng)的元素為0。
[0034] 步驟S2 :對步驟S1得到的第一矩陣W逐列掃描，對于同一列中任意兩個(gè)1的元素 之間僅有兩個(gè)或者小于兩個(gè)0元素的，則將其中的元素0替換為1，更新了第一矩陣W，并統(tǒng) 計(jì)第一矩陣中元素為1的元素及其對應(yīng)的位置得到駐留點(diǎn)集合P;
[0035] 本實(shí)施例中的駐留點(diǎn)即為待加工工件面型上需要加工的點(diǎn)，駐留點(diǎn)集合P為待加 工工件面型上所有需要加工的點(diǎn)的集合。
[0036] 步驟S3 :根據(jù)步驟S2更新后的第一矩陣W獲取最優(yōu)分割線矩陣Fz;
[0037] 步驟S4 :根據(jù)駐留點(diǎn)集合P、最優(yōu)分割線矩陣Fz和各駐留點(diǎn)的縱坐標(biāo)值，生成待加 工工件面型加工軌跡。
[0038] 本實(shí)施例的加工軌跡的生成方法，通過采用如上步驟，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中光柵 軌跡和螺旋線軌跡兩種基本的加工路徑在光學(xué)加工中均存在多余行程，造成加工時(shí)間延 長，加工效率較低等等缺陷的問題，因此，采用本實(shí)施例的方法生成的加工軌跡，可以在光 學(xué)元件的面型加工過程中，有效地減少加工行程，縮短加工時(shí)間，提高加工效率。
[0039] 可選地，在上述實(shí)施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以包括如下技術(shù)方案