把精尖转化为一般——四面体稜镜是怎样加工出来的

四面体稜镜是激光干涉系统中的一个光学元件。它由四个光学表面组成,其中由三个平面直角组成一个立体角A,底面是一个等边的三角形(见图1)。使用这种稜镜可以大大提高光学测量的精度,在激光光学仪器中有着广泛的应用。 我们加工的四面体稜镜,三个直角的精度都要求误差在     

棱镜干涉仪测量锥体棱镜

锥体棱镜(角反射器)作为激光测距仪、红外测距仪的光学合作目标,和用作激光干涉仪的反射镜,越来越广泛地使用,以满足精密测距和测长的要求。锥体棱镜外形就象是一个立方体切下的一个角,如图一中OABC,由三个直角面Ⅰ(AOC),Ⅲ(COB),Ⅳ(AOB)及底面Ⅴ(ABC)组成,所以锥体棱镜又称为四面体,如果三个直角二面角Ⅲ—OB—Ⅳ,Ⅰ—     

四面体光学棱镜

讨论了四面体光学棱镜(包括立方体角锥棱镜)的几何光学特性和光偏振特性，给出了四面体光学棱镜内空间走向光线的传播和反射规律；叙述和证明了立方体角锥棱镜的光学不失调特性和光偏振特性．设计了两组由四面体光学棱镜构造的单块非平面单向行波环形激光谐振腔，分别用于LD泵浦产生1．064μm和1．319μm两个波长的单频固体激光．给出了谐振腔的设计方法和实验结果．     

锥体稜镜小角度误差的估计

锥体棱镜是激光光波精密测长装置中的一个重要部件。由于精度要求高,尤其是三直角误差α、β、γ均要求在1″以内,致使加工工艺和检测都变得极其困难了。本文根据光的反射原理,试用矢量投影法,算出平行差这样一个普遍关系,据此又规定了δ=2.5″作为判断其质量的标准(优等:α、β、γ皆<1″;次等:α、β、γ>1″),实验证明是正确的。     

直角棱镜系统反射面平行度误差的补偿方法

在一些武器的瞄准中经常会使用到直角棱镜系统,而直角棱镜系统会由于载体的变形造成两个棱镜反射面之间的平行度误差,这样对武器瞄准精度有很大的影响,致使武器的打击精度降低。对于这一问题在直角棱镜系统自身无法克服的情况下,需要对直角棱镜系统两个棱镜反射面之间的不平行度进行补偿。通过分析可知此种方法对直角棱镜系统反射面之间的平行度误差的补偿是一种行之有效的方法。     

SLS成型件的精度分析

全成分析了选择性激光光烧结（SLS）过程中,引起SLS成型件误差（机器误差,加工工艺误差和模型误差）和各种原因和影响成型精度的各种因素,据此提出了从平面精度和高度方向精度两方面提高SLS成型件精度的具体措施。     

测量双棱镜楔角的实验设计与实践

以实验室常用光学元件双棱镜作为研究对象,讨论了自准直法、折射法和等厚干涉法三种测量双棱镜楔角的实验方案并进行了实际的测量.其双棱楔角值分别为29.7′±0.1′,30.0′±0.2′,30.4′±0.1′,每种方法都存在一定的误差,误差来源于系统误差与偶然误差两个方面.测量精度更高的两种方法是等厚干涉直接测量法和激光干涉法,测量精度可达到0.1弧秒的数量级.     

精密运动平台的五自由度误差同时测量方法

提出一种同时测量运动平台五自由度误差的方法。采用准直的激光光束作为基准,仅以角锥棱镜作为误差测量的敏感器件,由1个斜方棱镜和聚焦透镜并辅以光电位移传感器组成测量系统。研究结果表明:直线运动平台2个直线度误差和3个角度误差可同时测量,且测量头无电缆连接;测量直线度误差的分辨率小于0.1μm,角度误差的分辨率小于1″;直线度和角度测量精度分别达到1μm和5″。测量系统结构简单,易于安装和调节,适用于运动平台多自由度误差精密测量。     

墙下条形基础宽度计算的建议公式

在计算墙下条形基础的宽度时,一般采用公式B=N/(R-D·Y)。由于这种计算方法重复二次计算纵横墙交叉处承载面积,因此计算的结果带有负误差,从而严重地影响了计算精度和结构的安全度。以一个简化的基础平面为例,导出计算误差较小的建议公式,以改进墙下条形基础宽度的计算方法。     

高速进给条件下数控机床圆轨迹运动的激光非接触法误差分析

提出一种检测加工中心在高速进给条件下精度的非接触方法.以三轴加工中心为例,介绍了这种方法的数学理论基础.利用两个激光干涉仪分别测出加工空间XY、YZ和XZ平面内的坐标值和半径误差等信息,把这些数据代入已经建立的数学模型中,程序即可自动计算出机床的静态和动态误差.该方法检测时的进给速度是接触法的6倍,更适用于现代高速进给机床的精度检测,而且检测精度比接触法高,检测范围更宽.     

相对体积损耗比对微细电火花加工的影响及其测量方法

利用定长补偿方法的仿真模型分析了相对体积损耗比(ν)的误差对微细电火花加工结果的影响,在仿真分析的基础上推导出实际相对体积损耗比(ν*)的计算公式,通过单槽微细电火花定长补偿加工实验,验证了ν*计算公式的正确性,并得到加工后底面轮廓及其稳定深度.结果表明:当补偿所采用的νν*或νν*时,定长补偿加工中会出现过切或欠切现象,经过一段加工距离后,均出现了稳定的锯齿状加工轮廓,且稳定部分的深度仅与ν*值的大小有关,而与初始分层厚度误差无关;所推导出的ν*计算公式结合了预加工结果,可以得到精确的ν值;其底面轮廓与仿真结果的变化趋势一致,计算所得ν值与通过精确测量所得实际值吻合.     

滚转角测量中直角棱镜相位损失及解决方法

在利用正交偏振光外差干涉相位法测量数控机床滚转角误差的过程中,发现反射元件直角棱镜造成的相位损失对系统分辨率产生了不可忽略的影响,通过琼斯矩阵运算,量化了该相位损失对实验结果的影响,并进行了实验验证;同时,针对相位损失问题,提出了基于高反膜相长干涉原理的解决方法。结果表明:直角棱镜引入的相位损失使测量系统在灵敏区的放大倍数降低了40.7%,而基于平面反射镜的解决方案基本消除了相位损失对测量系统分辨率的影响;滚转角误差引起的相位变化幅度由原来的55.8°上升到使用平面反射镜时的349.2°,与参考实验数据358.5°的变化幅度十分接近,从而证明了应用高反膜相长干涉原理解决相位损失问题的可行性。该原理和方法同时为解决全反射导致的光学相位变化问题提供了理论依据和解决思路。     

反射棱镜制造误差的分析与计算

 有误差的反射棱镜经展开后已不再呈现为一块平行玻璃板,取代它的是一块楔玻璃板。如何求得楔玻璃板的光学平行差（一个综合性的参量）无疑是一项头等重要的任务。为此,本文提出了求解此种棱镜的反射部像空间的总量像偏转△μ'的一个普遍适用的公式。参量△μ′ 与光学平行差具有同等重要的意义,同时利用这一参量再经一些简单运算,便可得到所需的光学平行差,即一个具有二自由度的矢量△N或PΔN 。上述方法表明,基于刚体运动学理论的反射棱镜调整原理同样也可用于反射棱镜制造误差的分析与计算。本方法还彻底揭示了存在于这两个主要参量PΔN和△μ'之间的紧密关系,有利于该课题的进一步研究。本文明确指出,玻璃板楔形角的作用将会造成一直线物在成像中的像弯曲缺陷而并非像倾斜。文章还提出了一些新概念和新观点。     

平面蜗轮连续分度飞削加工及工艺试验研究

为了解决单齿分度成形加工法存在的生产效率低、操作繁琐、出错率高等问题,提出了连续分度飞削加工平面蜗轮的方法.采用活动标架建立了飞削加工数学模型,以最大偏差极小化为目标优化函数,将刀尖回转半径、刀杆倾角作为优化变量,使加工面误差控制在±0.01 mm的范围内,并对加工面及误差分布进行了模拟.采用齿面印痕法对加工精度进行检验,结果表明,接触印痕与理论接触区的一致性较好,飞削加工不仅生产效率高,而且分度精度可靠,可用于加工普通精度的平面蜗轮齿面.     

基于圆弧刀补偿加工的平面调制切削技术研究

针对尖刀加工的平面调制微结构表面质量差以及尖刀顶部尖角易磨损的现象,本文系统分析了尖刀在加工平面调制结构时轮廓误差的形成机理,发现了尖刀加工调制表面的轮廓误差大且存在难以补偿的特性,调制结构的轮廓误差与刀尖宽度成正比,与调制的周幅比值(λ/a)成反比．为此,本文提出了采用圆弧刀具结合刀具半径补偿方法以降低平面调制样品轮廓误差的技术方案．实验结果表明,采用圆弧刀结合刀具补偿方法对平面调制结构的轮廓精度提升具有显著作用,相比于尖刀切削,圆弧刀补偿加工的一维调制样品获得了更高的表面质量和轮廓精度．针对幅值a=4μm,周期λ=60μm的平面调制样品,采用圆弧刀补偿加工方案,调制样品的表面粗糙度R_a值由59.66 nm降至21 nm,轮廓误差精度提高了约20%.     

费涅耳双棱镜实验精度的提高

<正> 用费涅耳双棱镜法测单色光的波长,是基础光学中一个传统的学生实验。如图,双棱镜P形成单狭缝S的两个虚象S_1、S_2相当于杨氏实验中的双狭缝,在测微目镜E上形成干涉条纹。测量d、D和条纹间距x,从而算出波长λ=(d/D)x 用He—Ne激光光源(λ=0.633μm),过去学生实验结果多     

浅析机械加工精度影响因素与提高途径

机械产品的质量与组成该机械产品的零件的制造质量密切相关,机械加工精度是指零件经机械加工后的实际几何参数与零件的理想几何参数相符合的程度。符合的程度愈高,加工精度也愈高。研究加工精度的目的,就是研究如何把各种误差控制在规定的公差范围之内,从而寻找降低加工误差,提高加工精度的措施。文章主要探讨了影响机械加工精度的因素及其具体的提高途径。     

顶针连接板的上平面的定位基准的确定

文中确定了顶针连接板的上平面相对于细牙普通螺纹M8×1(大径为8 mm,螺距为1 mm)的轴线精度尺寸加工的工艺定位基准,顶针连接板的上平面和螺纹轴线的垂直距离尺寸是(1±0.02)mm,公差只有0.04 mm,精度较高。运用基准重合的原则,得出了顶针连接板的上平面与螺纹,同时使用一个工艺定位基准定位加工这种产品,能够保证产品有较高尺寸精度的要求。     

激光内割技术由于光折射引起的误差及其补偿

应用高斯光束传输通过光学系统的激光参数变化规律,研究了激光三维内割技术由于透明材料的光学折射特性而引起的误差原因,并得出了该误差的补偿算法,试验证明了该算法的有效性,它可以极大提高激光三维内割技术的加工精度,使得激光三维内割技术可以用于微型制造、考古、零件原型制造等领域。     

两端吸附式爬壁机器人机械臂运动误差修正算法

为了解决水轮机叶片坑内修焊空间加工作业需求,研制了适用于复杂曲面的两端吸附式爬壁机器人,该机器人由永磁间隙吸附式移动平台、多自由度机械臂(包括3个主动关节和3个被动关节)和永磁间隙吸附式末端作业单元组成。针对给定末端路径,这种结构的机器人需基于局部平面假设来完成主动关节的轨迹生成。但经仿真分析,在1.5m半径外球面上的简化造成的误差达到5mm以上,不满足修焊工艺要求精度。为此,提出在机械臂加工运动过程中,通过Jacobi矩阵将末端作业单元在Descartes坐标系下的误差转换为关节角修正量以完成动态修正的算法。仿真实验表明,该算法可有效降低运动路径误差至1mm以下。