光学非球面的超精密加工技术及非接触检测

针对亚微米级及亚微米级以下的光学硬脆性非球面器件难加工问题,分析了光学非球面的形状精度和应用,讨论了其超精密加工原理和方法及非接触检测手段．结果表明,精密数控机床、硬脆性材料延性域加工原理和超精密检测是光学非球面超精密加工的技术保证．     

大量程高精度非球面光学元件检测平台设计

针对目前高精度,大量程的非球面检测需求,综合考虑各部件对平台精度的影响,完成了对平台的机械系统,探测系统和运动控制系统的设计.该非球面光学元件检测平台采用花岗岩框架结构,以增加整体结构的刚度,减小自身热变形引起的几何误差.系统的探测系统采用了接触/非接触式双重测量的检测方法,既提高了测量的速度,又增加了测量数据的可靠性.运动控制系统则采用运动控制卡+伺服电机的三轴联动的开放式运动控制方式,满足了高精度非球面光学元件的检测需要.     

非球面光学零件超精密加工技术

<正>非球面光学零件是一种非常重要的光学零件,常用的有抛物面镜、双曲面镜、椭球面镜等。非球面光学零件可以获得球面光学零件无可比拟的良好的成像质量,在光学系统中能够很好的矫正多种像差,改善成像质量,提高系统鉴别能力,它能以一个或几个非球面零件代替多个球面零件,从而简化仪器结构,降低成本并有效的减轻仪器重量。     

大口径光学元件微纳加工与检测技术研究与应用

超精密金刚石砂轮磨削是大口径先进光学元件微纳加工的主要技术,是实现确定性批量加工的重要保证.以实现高精度、高效率、高自动化程度加工为目的,阐述了大口径光学元件微纳加工与检测的加工技术系统,详细分析高精度加工设备及工艺控制、大尺寸检测、加工环境监控、快速抛光、表面织构化等研究应用情况.     

非轴对称光学表面超精密加工若干关键技术

由于非轴对称光学表面形状复杂,精度要求高,采用前馈控制法对快速伺服刀架的位置进行了补偿;通过建立最小安装角数学模型,解决了单直线刃金刚石刀具切削非轴对称光学表面的干涉问题;提出了一种新的控制方法;查表－实时计算控制法,既节省了内存又缩短了计算时间。     

基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统

针对目前数控精密磨削检测效率低的问题,构建了基于机器视觉的数控精密磨削加工在线检测系统.通过工业CCD相机在线采集被加工工件图像,经去噪、复原等预处理后,提取工件图像的轮廓曲线数据,并实时与设计轮廓曲线进行比较,得到加工轮廓误差,在此基础上,引导工作台进行自动在线补偿,实现工件轮廓精密磨削.实验结果表明,采用该系统能够有效地提高精密磨削加工检测的精度和自动化程度.     

二元光学在凸非球面零件检测中的应用

分析使用多种透镜组合成补偿镜对非球面进行背部检验,在各种传统检测方法的基础上,研究了一种新的检测方法——使用二元光学元件(CGH)作为补偿镜来检测大口径凸非球面,从而降低加工精度和减小系统体积.讨论了二元光学的原理和设计方法,并给出设计实例.     

精密、超精密切削加工及其实现

说明了精密、超精密切削加工实现途径,并对相应工艺系统中的机床、刀具等重要环节进行了较详细的阐述。     

Study on Injection Moulding of High Precision Aspheric Plastic Lens

With the rapid development of information and multi me dia technologies, the demand for the optical plastic aspheric elements used in o pto-electronic devices, camera, optical disc and projector lens etc. has been i ncreased rapidly in the recent years. The key technologies of fabrication of asp heric plastic lens are the design and manufacturing moulds, selection of proper injection moulding equipment, and optimization of injection moulding parameters etc. In this paper, the effect of injection pressure,...     

Research on Large Depth Diameter Ratio Ultra-precision Aspheric Grinding System

In this paper, the factors of affecting surface roughness and profiles accuracy of the machined larege depth diamter ratio aspheric surfaces in ultra-precision grinding process are analyzed theoretically. An ultra-precision aspheric grinding system is then designed and manufactured. Aerostatic form is adopted to build the spindle of the workpiece, transverse guideway, longitudinal guideway and the spindle of the grinder in this system. The following specification is achieved, such as the turning accuracy ...     

大口径非球面光学元件磨削控制系统的研究

介绍了大口径非球面磨削系统的设计及应用,本文从硬件结构设计和磨削控制策略两方面进行了深入的研究.硬件采用840D数控系统和西门子S7-300H PLC相结合,驱动模块采用最新的611D数字驱动;软件部分由PLC控制和CNC控制共同完成.使系统的性能稳定,提高磨削效率.     

基于高精度非球面测量的数据采集与处理系统研究

根据高精度非球面补偿加工的要求,提出一种高精度非球面测量及数据处理系统．系统基于工控PC机和Windows98操作系统,用Visual C 作为开发工具,完成了硬件设计、数据采集、数据处理和非球面测量误差的评价．通过实验得到测量系统的随机误差,验证了系统的可靠性．     

光学非球面超精密磨床床身动态分析与优化

采用CAD/CAE集成技术,在CATIA和ANSYS Workbench软件平台上建立了超精密磨床床身的CAD三维模型和有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化,并得到了床身的最优结构,分析结果表明综合改进后的床身结构相比原床身结构的动态性能有了明显的改善,达到了设计要求。     

轨迹成形法加工非球面光学零件新技术的研究

为了解决非球面光学零件加工难的问题,提出了一种轨迹成形法加工非球面的新原理,并对其理论、成形机理及机床结构原理进行了研究;在研制出的原理样机上验证了原理的正确性、可行性和实用性,进而说明了该技术的优点。     

非球面光学系统光路计算方法的分析与改进

为了解决非球面光路计算复杂的问题,在对现有光路计算方法进行分析的基础上,给出了基于辅助曲面的步进-二分法。对实际光学系统的光路计算表明,该方法不仅计算速度快,而且可消除光路计算过程中可能出现的光线“溢出”和“伪交点”现象。也适用于球面镜和平面镜的光路计算。     

基于DSP的伺服控制系统在非球面检测平台上的研究

根据高精度非球面表面检测的要求,提出一种用于微纳精度测量的非球面检测平台伺服控制系统.系统基于高性能数字信号处理器(以下简称DSP)芯片控制技术,采用德州仪器(Ti)公司的TMS320F2812运动控制开发板对三轴伺服电机进行实时控制.系统硬件上设计了DSP外围驱动电路,实现了对交流伺服系统的控制.反馈电路采用模块化设计,完成了对电机编码器和直线光栅尺输出信号的采集.在Windows操作系统下,用CCS2.0开发工具完成了DSP芯片软件上编程,包括数字比例-积分-微分(以下简称PID)算法,数字测速M/T法等,简化了外围硬件设计.系统具有完整的DSP芯片的运动函数编程以及硬件模块的扩展功能.最后通过实验在双轴工作平台上进行定位分析和稳定性仿真,系统达到较高的位置控制.     

共心透镜系统研究

讨论共心镜系统的光学特性和像差特点，并提出一种１６０°×３２°视场，１／２．８相对孔径的广角大孔径共心透镜系统．