[发明专利]一种凸锥镜的在线检测加工装置及方法

摘要

本发明提供一种凸锥镜在线检测加工装置及方法，该装置中，光源发出的准直光束照射到凸锥镜表面，反射后到达CCD探测器。凸锥镜固定于精密转台上，跟随转台一起旋转，当凸锥镜母线斜率发生改变时，到达CCD探测器的反射斑质心位置随之改变。计算机与CCD探测器相连，能够实时接收图像信息，根据反射斑质心实际位置与理想位置的偏移计算凸锥镜上照射点位置母线斜率与设计值的偏移量。精密转台和刀具运动机构均受计算机控制，当照射点将与加工刀具接触时，计算机根据斜率偏移量，对加工刀具的姿态进行调整，以减小加工误差。本发明通过分析检测光束反射斑的位置变化，实时调整加工刀具运动姿态，实现凸锥镜的在线检测加工功能，提高了加工精度。

主权项

一种凸锥镜的在线检测加工方法，其特征在于：该方法分析检测光束反射斑的质心位置变化，计算出凸锥镜母线斜率误差，以调整加工刀具进刀量，对误差进行补偿，提高加工精度，具体检测步骤如下：步骤A1：将毛坯料放置于精密转台上，根据凸锥镜几何参数，设定精密转台旋转速度S和加工刀具的运动函数P，对毛坯进行常规加工，直到凸锥镜基本成形，表面足够光滑；步骤A2：转台停止旋转，加工刀具回到零位；调整光源、光束控制机构和CCD探测器位置，使检测光束能够照射到凸锥镜上一条母线的任意位置，并反射到CCD探测器；调整检测光束，使照射点靠近锥底，再将检测光束往锥顶方向移动距离δ，根据反射斑质心移动与理想值的偏移量，计算照射点的斜率误差ΔK；步骤A3：精密转台驱动凸锥镜按照固定速率S旋转，与锥底平行的圆环上不同位置点依次被照射到，计算出N个采样点的斜率偏差ΔKi，其中i＝1，2，3，…，N；同时，计算机根据转台速率计算采样点的位置变化，当不同采样点与加工刀具接触时，根据斜率误差ΔKi，给予刀具运动机构补偿量εi，进行加工，直到遍历圆环上所有采样点；步骤A4：通过光束控制机构调整照射点往锥顶方向移动，每次改变位置后重复步骤A3，直到照射点到达锥顶，实现一次完整的检测加工过程。