切線回轉(zhuǎn)法加工高次非球面光學(xué)零件軌跡成形控制研究.pdf

1、非球面光學(xué)零件的加工一直是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的難題，目前采用數(shù)控車(chē)削和磨削技術(shù)來(lái)加工非球面，雖然能夠加工出少量、單件、高精度的非球面光學(xué)零件，但要想得到高精度的面形，需要較長(zhǎng)的加工時(shí)間，效率較低，而且按照現(xiàn)有的數(shù)控軌跡成形方法加工出的非球面光學(xué)零件存在波紋誤差，很難保證局部面形精度，這種波紋誤差會(huì)嚴(yán)重影響精密光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能。為此，對(duì)切線回轉(zhuǎn)法加工高次非球面光學(xué)零件的軌跡成形控制進(jìn)行研究。
　　 通過(guò)分析現(xiàn)有數(shù)控加工中的軌跡成形控制方

2、法和非球面特性，提出切線回轉(zhuǎn)法加工高次非球面光學(xué)零件軌跡成形控制理論，建立數(shù)學(xué)模型。根據(jù)加工技術(shù)要求和性能指標(biāo)，選用基于UMAC的PC+NC遞階式結(jié)構(gòu)作為控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，采用零傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)和模擬線性驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成自控變頻同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)給伺服系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案由上、下位機(jī)兩部分組成，上位機(jī)軟件系統(tǒng)采用MicrosoftVisual C++6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要完成人機(jī)交互功能模塊設(shè)計(jì)、預(yù)處理計(jì)算、運(yùn)動(dòng)程序編

3、制和上下位機(jī)通訊，其中運(yùn)動(dòng)程序采用UMAC自帶的PVT插補(bǔ)算法和電子凸輪算法實(shí)現(xiàn)。以實(shí)際高次非球面光學(xué)零件為例進(jìn)行軌跡成形控制仿真計(jì)算，得出軌跡成形過(guò)程中的幾何參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的具體數(shù)值，分析其變化規(guī)律，按照運(yùn)動(dòng)控制策略和控制方法，針對(duì)x、y軸及其合成的控制軌跡與理想軌跡之間的逼近關(guān)系分別進(jìn)行分析。對(duì)己構(gòu)建的控制系統(tǒng)進(jìn)行誤差分析，提出了相應(yīng)的減小或消除控制系統(tǒng)誤差的解決辦法。
　　 研究結(jié)果表明，在插補(bǔ)步長(zhǎng)相同的情況下，用二次曲線