本发明属于光学加工，尤其涉及一种基于变去除函数的光学元件划痕去除方法。
背景技术：
1、在光学元件制造、运输和使用过程中，都可能会产生表面划痕，这会降低强激光系统的激光损失阈值以及增加成像光学系统的散射损失。因此，在光学元件正式装调系统之前，划痕必须得到抑制。
2、传统的划痕去除方法包括磁流变抛光技术、气囊抛光技术等接触式去除技术和hf（氟化氢）蚀刻、等离子体蚀刻等非接触式去除技术。非接触式去除技术通过化学作用或者离子冲击达到钝化、去除划痕的目的，去除效率高，但是可以处理的光学元件口径小，并且反应之后生成的产物会限制光学元件激光损失阈值的提升。
3、磁流变抛光技术和气囊抛光技术等接触式去除技术需要遍历整个光学元件表面实现划痕的去除。其中，磁流变抛光技术由于其柔性制造特性而备受青睐，使用磁流变抛光装置遍历整个表面去除划痕时，一般使用光栅轨迹，并且磁流变去除函数的方向是固定的。由于划痕在光学元件表面分布的随机性，所以理想的光栅轨迹点并不一定会和划痕所在的点重合（将划痕看成一条由离散点构成的曲线）；理想的去除函数方向并不一定会和划痕垂直。这两点的不确定性造成了磁流变在去除划痕时的效率是不确定的。因此磁流变抛光技术存在的问题是磁流变去除划痕时方向是随机的，不能达到去除划痕的最大效率，这对于大口径光学元件划痕的去除十分不友好。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明创造旨在提供一种基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，以缺陷检测单元提取大口径光学元件划痕的位置坐标，然后将位置坐标拟合得到划痕曲线，在划痕曲线基础上求解法向量，将拟合的划痕曲线数据插入到理想的加工轨迹文件中形成新的轨迹文件，修改轨迹的同时改变磁流变去除函数在轨迹点处的方向，使之与计算的法向量方法相同，最后使用磁流变抛光装置快速去除划痕。本发明可以提高磁流变抛光去除划痕的效率，尤其是在去除大口径光学元件表面划痕时，具有明显的优势。
2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
3、一种基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，包括以下步骤：
4、s1：将缺陷检测单元设置在磁流变抛光驱动单元的工具端，将待检测划痕的光学元件设置在缺陷检测单元的检测范围内；
5、s2：控制缺陷检测单元提取光学元件上的划痕位置坐标，再对划痕位置坐标进行拟合，得到划痕曲线；计算划痕曲线上每个点的归一化法向量；
6、s3：将磁流变抛光模块替换缺陷检测单元安装在磁流变抛光驱动单元的工具端；根据光学元件的面形生成加工轨迹文件；将划痕曲线逐点插入到加工轨迹文件中；
7、s4：将插入点的磁流变去除函数方向改变为对应的归一化法向量，生成改变抛光轨迹和磁流变去除函数方向之后的新加工轨迹文件；
8、s5：控制磁流变抛光模块根据新加工轨迹文件对光学元件进行全口径加工。
9、进一步的，步骤s2包括以下步骤：
10、s21：根据划痕位置坐标计算每条划痕上相邻点的距离，进而得出每条划痕上每个点的归一化累积弧长；
11、s22：设置拟合的b样条阶数，并根据每条划痕上每个点的归一化累积弧长计算b样条控制点；
12、s23：设置b样条节点矢量，并结合b样条阶数和b样条控制点进行b样条拟合，得到每条划痕的划痕曲线；
13、s24：计算划痕曲线上每个点的归一化法向量。
14、进一步的，在步骤s21中，通过下式计算每条划痕上相邻点的距离，即：
15、；
16、其中，表示在第k条划痕中的第i个点与第i-1个点的距离，表示第k条划痕的第i个点的位置坐标，表示第k条划痕的第i-1个点的位置坐标，，n表示每条划痕上的总点数；
17、根据距离得到每条划痕上每个点的累积弧长：
18、；
19、其中，j表示每条划痕上的点数；
20、通过下式对每条划痕上每个点的累积弧长进行归一化处理，得到每条划痕上每个点的归一化累积弧长：
21、。
22、进一步的，在步骤s22中，通过下式计算每条划痕上每个点的归一化累积弧长对应的拟合位置坐标：
23、；
24、其中，，m表示b样条控制点的点数，m表示b样条控制点的最大点数，p表示b样条阶数，表示拟合第k条划痕时第m个b样条控制点，表示拟合第k条划痕时在b样条阶数p下第m个b样条控制点的b样条基函数；
25、通过下式计算第k条划痕的第i个点的位置坐标与对应的拟合位置坐标之间的差距e：
26、；
27、对上式进行最小化，得到拟合第k条划痕时的b样条控制点。
28、进一步的，在步骤s23中，b样条节点矢量u为：
29、；
30、此时得到每条划痕曲线：
31、。
32、进一步的，在步骤s24中，
33、求每条划痕曲线的导数，得到每条划痕曲线的切向量，即：
34、；
35、求每条划痕的切向量的导数，得到每条划痕曲线的法向量，即：
36、；
37、对法向量进行归一化，得到归一化法向量，即：
38、。
39、进一步的，在步骤s3中，通过干涉仪测量光学元件的面形误差e0，并利用磁流变抛光模块对与光学元件同材料的试验件进行加工，得到磁流变去除函数rf；通过下式得到驻留时间t为：
40、；
41、其中，表示卷积计算；将驻留时间t转变为加工轨迹文件。
42、与现有技术相比，本发明创造能够取得如下有益效果：
43、本发明创造所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法中，通过缺陷检测单元实现全口径光学表面的划痕点云数据提取，得到大口径光学元件划痕的位置坐标；然后将位置坐标拟合得到划痕曲线，在划痕曲线基础上求解法向量，将拟合的划痕曲线数据插入到理想的加工轨迹文件中形成新的轨迹文件，修改轨迹的同时改变磁流变去除函数在轨迹点处的方向，使之与计算的法向量方法相同，最后使用磁流变抛光装置快速去除划痕。本发明提出的方法和传统的方法相比，可以提高磁流变抛光去除划痕的效率，尤其是在去除大口径光学元件表面划痕时，具有明显的优势。本发明提出的方法在提高强激光光学元件后处理效率和降低制造成本方面有显著的优势。
1.一种基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：步骤s2包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：在步骤s21中，通过下式计算每条划痕上相邻点的距离，即：
4.根据权利要求3所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：在步骤s22中，通过下式计算每条划痕上每个点的归一化累积弧长对应的拟合位置坐标：
5.根据权利要求4所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：在步骤s23中，所述b样条节点矢量u为：
6.根据权利要求5所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：在步骤s24中，
7.根据权利要求6所述的基于变去除函数的光学元件划痕去除方法，其特征在于：在步骤s3中，通过干涉仪测量所述光学元件的面形误差e0，并利用所述磁流变抛光模块对与所述光学元件同材料的试验件进行加工，得到所述磁流变去除函数rf；通过下式得到所述驻留时间t为：
