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降低表面波纹误差的加工轨迹优化方法

韩小磊 张蓉竹

韩小磊, 张蓉竹. 降低表面波纹误差的加工轨迹优化方法[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 112002. doi: 10.11884/HPLPB201931.190098
引用本文: 韩小磊, 张蓉竹. 降低表面波纹误差的加工轨迹优化方法[J]. 强激光与粒子束, 2019, 31: 112002. doi: 10.11884/HPLPB201931.190098
Han Xiaolei, Zhang Rongzhu. Optimizing method of machining paths for reducing ripple errors[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 112002. doi: 10.11884/HPLPB201931.190098
Citation: Han Xiaolei, Zhang Rongzhu. Optimizing method of machining paths for reducing ripple errors[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2019, 31: 112002. doi: 10.11884/HPLPB201931.190098

降低表面波纹误差的加工轨迹优化方法

doi: 10.11884/HPLPB201931.190098
基金项目: 

国家高技术研究计划项目 2015AA8042038

详细信息
    作者简介:

    韩小磊(1992-), 男,硕士,从事先进光学制造技术研究;xiaoleihan@163.com

    通讯作者:

    张蓉竹(1979-),女,教授, 博导,主要从事光学精密检测技术研究;zhang_rz@scu.edu.cn

  • 中图分类号: TH161

Optimizing method of machining paths for reducing ripple errors

  • 摘要: 提出了一种降低光学元件表面波纹误差的加工方法。从中高频误差的产生过程出发,在常用的光栅型加工轨迹的步进方向上叠加一个随机扰动,通过破坏轨迹的规则性分布,有效抑制了特定频率的中频误差。利用信息熵原理,对生成的随机轨迹进行分析,得出其影响波纹误差抑制能力的关键因素——扰动幅值。在此基础上,对生成的随机扰动型轨迹进行平滑和改进,从而降低其对机床动态性能的要求,通过仿真模拟,验证了优化后的轨迹同样能够有效地降低光学元件表面波纹误差。
  • 图  1  光栅型加工轨迹

    Figure  1.  The grating path

    图  2  步进距与加工误差和功率谱密度的关系

    Figure  2.  Relationship between residual error and PSD curves with step size

    图  3  施加扰动后轨迹

    Figure  3.  The disturbed path

    图  4  不同步进距时光栅型与扰动型轨迹加工误差PSD曲线

    Figure  4.  Comparison of PSD curves of grating paths and disturbed paths

    图  5  表面网格划分及其驻留点位置分布

    Figure  5.  Meshing of the surface and distribution of dwell points

    图  6  扰动幅值取3, 5和9 mm的PSD曲线

    Figure  6.  PSD curves with disturbance size 3, 5 and 9 mm

    图  7  相邻驻留点间可能的轨迹

    Figure  7.  Possible paths between adjacent dwell points

    图  8  平滑后的扰动轨迹

    Figure  8.  Optimized disturbed path

    图  9  平滑后轨迹PSD曲线

    Figure  9.  PSD curves of optimized disturbed paths

    图  10  改进后加工轨迹

    Figure  10.  Improved paths

    图  11  改进轨迹的PSD曲线

    Figure  11.  PSD curves of improved paths

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出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-09
  • 修回日期:  2019-06-13
  • 刊出日期:  2019-11-15

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