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內(nèi)外公認(rèn)的難題，目前采用數(shù)控車削和磨削技術(shù)來加工非球面，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，需要較長的加工時間，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，這種波紋誤差會嚴(yán)重影響精密光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能。為此，對切線回轉(zhuǎn)法加工高次非球面光學(xué)零件的軌跡成形控制進行研究。
　　 通過分析現(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)計方案，采用零傳動驅(qū)動技術(shù)和模擬線性驅(qū)動器構(gòu)成自控變頻同步電動機進給伺服系統(tǒng)，以實現(xiàn)三軸聯(lián)動控制?？刂葡到y(tǒng)軟件設(shè)計方案由上、下位機兩部分組成，上位機軟件系統(tǒng)采用MicrosoftVisual C++6.0開發(fā)環(huán)境進行設(shè)計，主要完成人機交互功能模塊設(shè)計、預(yù)處理計算、運動程序編

3、制和上下位機通訊，其中運動程序采用UMAC自帶的PVT插補算法和電子凸輪算法實現(xiàn)。以實際高次非球面光學(xué)零件為例進行軌跡成形控制仿真計算，得出軌跡成形過程中的幾何參數(shù)和運動參數(shù)的具體數(shù)值，分析其變化規(guī)律，按照運動控制策略和控制方法，針對x、y軸及其合成的控制軌跡與理想軌跡之間的逼近關(guān)系分別進行分析。對己構(gòu)建的控制系統(tǒng)進行誤差分析，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，在插補步長相同的情況下，用二次曲線