球面镜数控加工中安装误差在线检测及补偿

在光学元件的数控加工中,面形精度是工艺流程的关键指标,而工件的安装误差是影响面形精度的重要因素。基于数控机床的在线检测功能研究了球面光学元件的安装倾斜误差自动补偿问题。首先,基于球面工件安装倾斜的几何模型,将误差的补偿问题转化为工件的球心位置检测问题。然后,根据球面工件测点的同心圆布置算法以及法向探测方式实现球面检测,进而应用最小二乘拟合算法计算球心位置。最后,在口径为280 mm,曲率半径为519.796 mm的凹球面光学元件上进行了验证实验,补偿前后表面最大偏移误差由621.6μm降低至2.8μm。实验结果表明:应用所述算法,可以高效地实现球面安装误差高精度自动补偿。