[发明专利]一种三维曲面激光刻蚀方法

摘要

本发明涉及一种三维曲面激光刻蚀方法，应用于航天、电子、光学器件等领域，解决现有三维曲面激光加工方法只能针对已经具有待加工的表面纹理特征的零件，加工出的图形会产生角度变化，从而无法得到理想的纹理图形的问题。该方法包括以下步骤：1)将二维图形映射到三维曲面模型的对应位置；2)根据扫描振镜加工区域以及激光焦深进行图形分割，并计算出各个分割区域的中心点法矢坐标；3)确定出扫描振镜在各个分割区域的加工轨迹；4)由步骤2)得到的中心点法矢坐标作为机床五轴运动的目标点位置，将步骤3)得到的扫描振镜加工轨迹作为每个分割区域的加工图形行扫描加工，完成曲面零件的激光刻蚀加工。

主权项

1.一种三维曲面激光刻蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)将二维图形映射到三维曲面模型的对应位置；/n2)根据扫描振镜的加工区域及激光焦深进行图形分割，并计算出各分割区域的中心点法矢坐标；/n3)确定出扫描振镜在各个分割区域的加工轨迹；/n3.1)机床AC轴分别围绕X轴及Z轴旋转，根据旋转量得到对应的旋转矩阵，通过旋转矩阵计算得到旋转后的扫描振镜坐标系，在旋转后的扫描振镜坐标系中得到待加工图形的各个点坐标；/n3.2)通过待加工图形上的各个点坐标得到转换坐标系后的曲面图形；/n3.3)以步骤2)确定的法矢点坐标为坐标原点，矢量方向为投影坐标系的Z方向，当前加工区域的扫描振镜坐标系XY方向作为投影坐标系的XY方向，依照该投影方向将曲面图形投影为平面图形，得到的平面图形即为扫描振镜加工轨迹；/n4)将步骤2)得到的中心点法矢坐标作为机床五轴运动的目标点位置，将步骤3)得到的扫描振镜加工轨迹作为每个分割区域的加工图形进 行扫描加工，完成曲面零件的激光刻蚀加工；/n步骤3.1)具体为/n设扫描振镜坐标系OcXcYcZc上原点及代表XYZ轴坐标正方向的单位矢量分别为Po、Px、Py、Pz，机床AC轴分别围绕X轴及Z轴旋转，其旋转量分别为α、γ，对应的旋转矩阵分别为/n /n由上述旋转矩阵计算出机床AC轴运动后的扫描振镜坐标系Oc′Xc′Yc′Zc′，各轴坐标的单位矢量分别为Po′、Px′、Py′、Pz′，则待加工点的坐标为：′/n /n