三轴可调倾角非球面加工夹具运动学分析

三轴可调倾角非球面加工夹具可以消除楔形非球面加工中由于二次装夹而造成的误差且提高加工效率.为了精确控制工作台面倾角及位姿,根据机器人学中三自由度机械手臂的分析理论,建立夹具的D-H坐标系,进行正向、反向运动学分析,求解其雅可比矩阵,给出了工作台面与各运动构件之间位置、姿态、速度的关系,并运用ADAMS分析验证相关理论分析结果,为夹具控制软件的设计提供依据.     

一种微型变焦系统的设计

为适应某些特殊领域对微型化和简单化的需要,运用光学设计软件CODEV,在传统机械补偿式变焦镜头的基础上,结合非球面透镜理论,设计了一个可见光波段的只有一个移动镜的4片式微型变焦系统。此系统具有结构简单、精度高、成本低、体积小等特点,可满足在变焦范围内连续清晰成像的要求。     

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.     

可调倾角非球面加工夹具仿真软件的设计

对可调倾角非球面加工夹具进行运动学分析,确定工作台转角与电机转角之间的关系,以及工件坐标系原点相对于基坐标系的位置向量.使用VC++6.0作为编程开发平台,结合开放性图形库(OpenGL)技术,将3D Studio(3DS)模型导入VC环境中,并正确地显示出模型.在此基础上对夹具的各部分进行分别的控制,进而实现可倾角夹具的仿真.此外,用Matlab进行图像处理,然后利用VC与Matlab的混合编程,在VC中调用计算结果.     

超光滑光学表面的磁性类Bingham流体确定性抛光

利用磁性抛光介质在梯度磁场作用下呈现出具有粘塑性的类Bingham流体的特点, 实现了对具有超光滑表面精度要求(表面粗糙度一般低于0.5 nm)的光学元件, 特别是应用于接近衍射极限的短波段光学元件的确定性抛光. 磁流体与被抛光工件间的相对运动导致工件表面抛光区域产生较强的剪切力, 从而去除工件表面材料. 通过控制梯度磁场的敏感参量如磁场强度、磁极间距等获得磁场中类Bingham流体形成柔性抛光带的形状及工作状态的实时响应. 去除函数和去除率曲线反映了磁流体抛光符合经典Preston抛光模型, 并突出体现确定性去除这一特点. 磁流体抛光全过程中去除函数向外周呈稳定的高斯分布状光滑渐变化趋势. 抛光结果表明, 配制成功的初始粘度0.5 Pa·s的标准磁流体抛光液可实现对超光滑光学元件确定性抛光, 弥补传统接触式或压力式光学抛光呈现较大下表面破坏层、去除确定性不高等缺点, 抛光35 min后工件表面粗糙度由最初17.58 nm收敛到0.43 nm.     

影响非球面面形精度的因素分析

根据国内外非球面零件加工难的现状,其根本原因在于多数非球面光学零件很难找到可作为加工依据的准确轨迹,同时也很难找到使轨迹在加工过程中精确转移的方法.而且在加工中,保证面形精度也是最难的问题.本论文主要就非球面面形精度进行探讨.根据等距线公式建立了数学模型,得出保证加工精度时对截取参数选择的方法.     

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．     

利用部分补偿透镜进行非球面面形测量

提出用部分补偿透镜进行非球面检验的方法.对部分补偿透镜的设计方法和要求进行了研究,针对3种不同参数的非球面设计了部分补偿透镜,结构比零补偿器更简单.分析了各种部分补偿透镜的非球面度补偿范围,证明用简单且易于制造的部分补偿透镜补偿不同相对孔径和非球面度的非球面.测量精度可达到λ/10.     

自由曲面透镜型面误差的压力抛光修正

为提高自由曲面型面加工精度 ,提出了在计算机控制光学表面成型工艺中基于压力控制的抛光修正方法。该方法将压力的控制转化为模具对工件压量的控制 ,而它又可以通过改变模具走刀路径来实现。当误差较大时 ,采用分级修正的方法。实验结果表明 ,该方法能使型面误差有效收敛     

大口径非球面曲面加工机床和成套应用工艺

针对国家重大光学工程等对大口径非球面光学零件的高精度加工迫切需求,在“十五”期间已取得的研究成果基础上,突破数字化高精度光学制造、新型磨削、新型抛光机理及方法、大口径光学非球面超精密设备研制、优化集成和加工工艺规范方面的关键技术和瓶颈问题,研究开发出具有国际先进水平和自主知识产权的大口径光学非球面加工机床和成套应用工艺,部分解决禁运和替代进口问题,提高我国在大口径非球面超精密加工领域的核心竞争力和整体水平。