光学 精密工程
2023, 31(16): 2383
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
为解决磁流变抛光中回转对称非球面工件的高效率精确自定位问题, 提出了基于迭代最近点的改进两级定位方法。根据磁流变抛光特性和恒浸深控制要求, 确定了磁流变抛光工件非调平自定位原理。针对经典迭代最近点算法应用于回转对称非球面工件定位存在解不唯一及计算效率低的问题, 构建初始迭代矩阵实现了位姿唯一的指定性匹配, 并提出了空间垂直映射方法, 减小匹配点云的规模, 提高了计算效率。以此为基础, 提出了改进后的两级迭代最近点精确定位方法。最后, 以Φ100 mm凹形抛物面熔石英工件为对象进行了抛光实验。实验结果表明: 改进两级精确定位方法满足磁流变抛光的定位要求, 定位精度在多次实验中均优于9 μm, 平均定位时间为7.3 min, 在保证定位精度的同时提高了工件的定位效率。
磁流变抛光 回转对称非球面 迭代最近点 指定性匹配 垂直映射 magnetorheological polishing rotary symmetrical aspheric workpiece Iterative Closest Point(ICP) specified match vertical mapping
1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 国防科技大学 智能科学学院, 长沙 410073
3 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
4 中国工程物理研究院 超精密加工技术重点实验室, 成都 610200
随着特种超精密加工技术的发展, 复杂流体被越来越多地用于超精密加工工艺中。超精密加工流场分析具有几何特征复杂、流体本构特性多样、流体边界为自有边界等特点, 传统流体数值分析方法难以实现可靠分析。从流体的一般特性出发, 将D. G. Christopherson提出的非负二阶偏微分系统的超松弛迭代方法用于超精密加工流场分析, 建立了适应性与可靠性兼顾的流场分析方法。以磁流变抛光为例, 开展了抛光区域压力场数值计算, 结果表明所得压力分布形态正确, 且分布从x轴正半轴延伸到负半轴, 与郑立功等人的实验测定结果一致。另外, 基于Kistler力传感器对磁流变抛光过程的法向压力在0.1~0.3 mm浸深段进行了在位测量, 发现计算与实验结果偏差均小于20%。表明了该方法的有效性与准确性。
超精密加工 流场分析 Christopherson迭代 磁流变抛光 超松弛迭代方法 ultra-precision machining fluid field analysis Christopherson iteration magnetorheological finishing super-relaxation iterative method 强激光与粒子束
2019, 31(6): 062002