数控研磨和抛光技术的发展及其加工步骤

机器人

60年代以来，随着计算机技术的发展，光学非球面的数控研磨和抛光方法得到了研究和发展。     通常，数控加工系统有开环控制和闭环控制两种类型。     开环控制是由计算机控制刀具的坐标位置和驻留时间；闭环控制是具有反馈的加工方法，它利用仪器测量得到的信息来调整和控制整个加工过程。     为了使控制过程朝着要求的面形逐渐收敛，校正误差的方法必须能使面形的修改产生预期的变化。显然，如果每一次面形的修改后表面误差能逐渐减小的话，表面就一定会收敛于要求的面形。     这种方法的加工精度主要取决于测量的精度和所采用的误差校正方法。机床精度对加工的影响不会成为非常主要的因素。     研究和开发这种加工方法的目的在于不需完全依赖熟练的加工技能而加工出精度高，价格较低的非球面光学表面。     对于直径较小或非球面度很大的非球面零件，一般先用计算机控制的精密磨床将零件表面磨削成所要求的面形，再用柔性的弛光模将此表面抛光。对于直径较大，非球面度不大的精密非球面透镜或反射镜，则先用通常的研磨抛光方法将其表面加工成最接近的球面，然后用计算机控制的抛光机床将此表面修改成所要求的非球面。     小型非球面的计算机控制研磨加工步骤     非球面的研磨成型过程大体上可以分为以下几个步骤：     (1)采用标准尺寸的毛坯（压型毛坯或是经过适当预加工的毛坯），将其加工余量按坐标位置输入计算机。     (2)计算机将此数据变成控制信号输入机床的传动系统，控制机床主轴和工具之间的相对位置和运动速度，从而加工出第一个非球面表面。     (3)将研磨成型的非球面表面用柔性抛光模抛光。     (4)将抛光好的零件重新装夹在机床的主轴上，同时卸下刀具轴上的磨具，换上传感测量头。用原来的控制信号控制零件和测量头作相对运动，测出抛光零件的面形。     (5)把面形测量的数据输入计算机，与原数据进行比较得到新的控制程序。     (6)用修改后的控制程序加工出第二个非球面表面，然后用柔性抛光模抛光．     (7)根据零件的精度要求，上述(4)、(5)、(6)这三个步骤要重复进行多次，直到获得合格的零件为止。