大口径光学元件抛光驻留时间快速求解方法
摘要文本
本发明涉及光学加工驻留时间求解技术领域，尤其涉及一种大口径光学元件抛光驻留时间快速求解方法。包括：通过干涉仪测量待加工工件表面的面形，根据实际加工对元件面形RMS指标的需要，降采样获得去除量分布；选择所述待加工工件的加工工艺，测量得到工具影响函数；根据所述待加工工件的面形采样尺寸设置抛光轨迹，轨迹间隔不小于降采样间隔，得到稀疏化加工轨迹；计算所述稀疏化加工轨迹间隔上的连续工具影响函数IRF；根据去除量分布、稀疏化加工轨迹和连续工具影响函数快速计算驻留时间分布；优点在于：在保证精度的前提下，大幅度缩短大口径光学元件抛光驻留时间计算耗时。
申请人信息
- 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
- 申请人地址:130033 吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号
- 发明人: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 大口径光学元件抛光驻留时间快速求解方法 |
| 专利类型 | 发明授权 |
| 申请号 | CN202311833356.9 |
| 申请日 | 2023/12/28 |
| 公告号 | CN117473802B |
| 公开日 | 2024/3/19 |
| IPC主分类号 | G06F30/20 |
| 权利人 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 |
| 发明人 | 李龙响; 刘夕铭; 李兴昶; 张峰; 张学军 |
| 地址 | 吉林省长春市经济技术开发区东南湖大路3888号 |
专利主权项内容
（来自 马克数据网） 1.一种大口径光学元件抛光驻留时间快速求解方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1. 通过干涉仪测量待加工工件表面的面形，计算待加工工件的去除量分布，获得原始面形矩阵；根据实际加工对元件面形RMS指标的需要，进行降采样, 获得降采样面形矩阵/>；S2. 选择所述待加工工件的加工工艺，测量工具影响函数，获得工具影响函数矩阵；S3. 根据所述待加工工件的面形采样尺寸设置抛光轨迹，轨迹间隔不小于面形采样间隔，得到原始加工轨迹矩阵和稀疏化加工轨迹矩阵/>；S4. 以工具影响函数矩阵为基础，计算所述稀疏化加工轨迹/>上任意相邻两点间的连续工具函数/>；具体包括：S401. 将所述加工轨迹离散化成有限个驻留点，任意选取进给方向上相邻的两个驻留点，记为A点和B点，在A点和B点之间插入子驻留点，以供所述工具影响函数进行卷积操作；插入的子驻留点的数量与所述工具影响函数的采样间隔之间的关系如下：
；其中，表示插入的子驻留点的数量，s表示进刀量，EDG表示变量扩维间隔，/>表示任意一个整数，/>表示正整数集；S402. 将AB段的长度分别向x方向进行投影标记为XDir，向y方向进行投影标记为YDir，即；离散化后的稀疏化加工轨迹的X间隔为Xgap，Y间隔为Ygap，因此；设置A点的驻留时间为/>，B点的驻留时间为/>，即/>；设置机床加速度为/>；S403. 插入子驻留点，将子驻留点的驻留时间分配为；S404. 对工具影响函数进行平移，平移距离为，/>，其中/>，再按照变量扩维间隔EDG进行扩维；获得A点与B点之间的扩维矩阵/>，/>；
；
表示工具影响函数的横坐标矩阵，/>表示工具影响函数的纵坐标矩阵，/>表示工具影响函数的去除率矩阵，/>表示连续工具影响函数的横坐标矩阵，/>表示连续工具影响函数的纵坐标矩阵，为matlab内置的函数，/>为matlab的插值模式；griddatagriddataS405. 将所有的扩维矩阵的走刀速度影响的变化去除率进行相加，形成卷积操作，得到A点与B点之间的连续工具函数/>：
；其中，为走刀速度影响的变化去除率，/>表示各子驻留点处的驻留时间系数，/>表示各子驻留点处的去除率，/>是在/>上的连续工具影响函数；S5. 根据所述降采样去除量分布、所述稀疏化加工轨迹/>和所述连续工具函数/>计算驻留时间分布；具体包括：令；
；其中， ，/>代表向量化的轨迹点驻留时间，/>，代表向量化的面形点序号，/>代表卷积核的矩阵化，是依据面形数据点以及驻留点离散卷积关系生成的连续工具影响函数去除率，记矩阵与向量，/>，方程/>简单描述为/>，求解的目标函数如下：
；求解过程的简要程序如下：
；式中，是目标函数，/>是对函数取梯度，/>为驻留时间向量，/>是第k次迭代得到的驻留时间向量，kmax是迭代最大次数，/>是与/>同维度的全零向量，/>是向正实数集合投影， />为驻留时间解的下限约束条件，/>为矩阵或向量的2范数，δ是迭代收敛条件；/>为第k次迭代步长，迭代条件/>；/>为第k次阻尼系数，/>。