非球面并联仿形磨床的靠模原理与误差分析

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非球面并联仿形磨床的靠模原理与误差分析非球面并联仿形磨床的靠模原理与误差分析
王院生， 路桂英， 康红梅
(中国地质大学 (武汉 ) 机械与电子信息学院， 武汉 430074 ， w angyshper ### sohu . com )
摘
要: 本文介绍了并联仿形法加工光学非球面的靠模原理， 并提出了-种加工测量-体化的非球面磨床
的总体结构. 运用齐次坐标转换法， 对磨床的误差传动链进行了详细分析，建立了误差方程.结合实际， 若线
误差取 0
2
m，角误差取 0
2 ，则最后的加工精度，按概率法合成可达 1
65
m 量级，具有实用价值.
关键词: 非球面光学零件，并联仿形法，齐次坐标法
中图分类号: TH 161 文献标识码: A 文章编号: 0367- 6234( 2009) 07- 0259- 03
Parall el shaping principle and error analysis of an aspheric grinding machine
WANG Yuansheng ， LU Gu i y i ng K ang Hong mei
( Schoo l ofM echan i ca l and E l ectrical Infor m ation ， Chi na University of Geosc iences ， Wuhan 430074 ， Ch i na ，
wangy shper ### sohu . com)
Abst ract : The prof i le shap i ng pri nciple of aspheric optica l parts manufacturi ng is ill um i nated ， and the m ai n
str ucture of a ne w gri nd i ng mach i ne capable of processing and measuring perfor mance is proposed . The error
movement cha i ns ofm achine are a nalyzed by homogeneous coordinate transf o r m i ng method ， and the err or equa 
t i ons are set up . Accordi ng to practica lmac h i n i ng ， assumed that all li near errors are 0
2
m and a ll ang le errors
are 0
2 seconds ， then t he processing prec ision can reach 1
65
m， wh ich proves t he feasi bili ty of themethod .
Key words : aspheric optical parts ; paralle l pr o fili ng me t hod ; homogeneous coo r d i nate transfor m ing method


目前，国内外对光学非球面的加工方法进行
了广泛研究， 其中 CCOS、SPDT和 SLP得到了普
遍的公认[ 1 ]
. 但是它们都需要高质量的数控系
统，成本较高. 鉴于此， 文献 [ 2]提出了圆锥靠模
方法， 使二次非球面的加工效率提高，成本降低.
1
圆锥靠模法加工原理与机床
加工凸面光学零件的原理如图 1( a)， 砂轮主
轴和刀口固联，圆锥体主轴倾斜量调整后，再与工
件主轴固联.刀口在圆锥体上靠模，砂轮在工件上
仿形. 图 1( b)是用圆稽络法加工凹面零件的示
意图， 采用空心圆锥体靠模.


可见，圆锥体倾斜角度不同，可加工不同的二
次曲面.它是-种并联式仿形加工系统[ 3 ]
. 相对
于 CCOS等， 由于它不需要高精度轨迹插补运算，
不存在圆整误差、 轨迹跟踪误差等，因而可降低对
实时数控系统的要求，还可节省插补运算的时间，
提高加工效率.
根据该原理设计的机床总体结构如图 2 .
图 1
并联仿形法加工原理