切线回转法加工非球面光学零件运动轨迹研究

论述了切线回转法加工非球面光学零件运动轨迹的形成;给出了非球面光学零件子午剖面曲线方程和计算基于切线回转法加工非球面光学零件运动轨迹的实现方法,并给出了三轴联动系统中各轴的运动轨迹方程,为切线回转法原理在加工非球面光学零件装备的实现提供了依据．     

轨迹成形法加工非球面光学零件新技术的研究--轨迹成形法加工非球面光学零件新原理

本文主要论述轨迹成形法加工非球面光学零件新原理的理论依据、机床的基本结构和成形原理以及相对于数控加工的优点.     

轨迹成形法加工非球面光学零件新技术的研究--轨迹成形法加工新原理提出的依据

本文论述了光学非球面零件加工难的原因;分析了解决非球面零件加工难的关键;并指出了数控加工工艺系统对非球面加工造成误差的影响因素,以此得出探索和研究更为有效的加工非球面技术的必要性.     

切线法数控加工高次非球面的控制原理

根据切线法数控加工高次非球面新原理,对三轴联动的速度插补控制新原理进行了研究。在新控制原理的速度插补方法中采用电子凸轮(ECAM)定时和PVT控制模式,并引入隐马尔可夫模型理论,利用维特比算法进行解码计算,使该模型以最佳状态序列补偿跟随误差,实现前瞻预测补偿,使速度可以得到单调的连续控制,进而提高加工面形的精度。在数控伺服系统中采用隐马尔可夫模型来实现速度伺服,进而提高加工轨迹精度是控制技术中一种新的尝试,它将拓宽自动控制技术的发展空间。     

非球面并联仿形磨床的靠模原理与误差分析

本文介绍了并联仿形法加工光学非球面的靠模原理,并提出了一种加工测量一体化的非球面磨床的总体结构.运用齐次坐标转换法,对磨床的误差传动链进行了详细分析,建立了误差方程.结合实际,若线误差取0.2μm,角误差取0.2,″则最后的加工精度,按概率法合成可达1.65μm量级,具有实用价值.     

数控气囊式抛光结构设计与非球面加工工艺技术研究

非球面光学元件由于具有改善系统成像质量、提高光学性能等特点被广泛的应用于各类光电产品中,因此如何抛光加工出高精度非球面元件成为国内外学者面临的难题.对数控气囊抛光方法抛光非球面元件的工艺进行研究,分析气囊抛光的加工原理,设计气囊式抛光头的结构,并对材料去除函数进行分析.在实验过程中使用硅胶气囊与橡胶气囊对非球面元件进行抛光对比,采用轮廓仪测量非球面面型,并使用高倍放大镜检测表面质量.结果表明,利用数控气囊抛光方法可以加工出光滑的非球面表面,粗糙度为0.9nm,该方法是抛光高精密非球面光学元件的有效方法,且数控气囊抛光工艺具有可扩展性.     

基于UMAC加工非球面光学零件PVT控制轨迹研究

本文论述了基于UMAC运动控制卡的控制系统构成,阐述了切线回转法加工非球面光学零件的基本原理,针对常用的非球面光学零件子午剖面曲线方程,给出了基于UMAC运动控制卡加工非球面光学零件PVT控制轨迹形成的具体计算方法,并计算出了三轴联动系统中各轴的运动轨迹方程,运用MATLAB对各轴的位移·时间关系和速度.时间关系进行了仿真,同时将各轴的位移-时间关系曲线和速度-时间关系曲线做了对比分析,从而得出了采用UMAC运动控制卡的PVT控制算法加工任意非球面面型的方法.     

用切线法数控加工高次非球面

论述了切线法数控加工非球面的新原理,详细分析了实施该原理的三种可行的加工方法,即以工件轴为回转中心的成形方法、以磨轮轴上磨轮的几何中心Q点为回转中心的成形方法和以磨轮轴上M点为回转中心的成形方法,并建立了3种成形方法的轨迹成形数学模型。根据非球面加工性能的要求、保证机床构件精度的难易、机床动态特性的合理性和机床结构的合理性等问题考虑,确定了其中一种最合理的成形方法,即以磨轮轴上的M点为回转中心的成形方法。     

轴对称非球面平行磨削Y轴向对刀误差补偿

在光学系统中应用非球面光学元件能够提高光学系统设计灵活性,改善光学系统成像质量,缩小光学系统尺寸,在整体上减轻系统质量。本文通过系统分析轴对称非球面元件精密磨削工艺过程中的轴向对刀误差等加工误差因素,建立轴向对刀误差校正方法,并将其运用到轴对称非球面精密磨削与抛光加工过程中。由实验可知：通过误差补偿,加工时间节省60%以上,Φ80mm口径非球面抛光后的面形精度PV值为0.62μm（0.982λ）,RMS值达到0.093μm（0.147λ）,满足非球面面形精度要求。实验结果验证了理论分析与误差补偿方法的正确性,实现了轴对称非球面光学元件的快速精密加工。     

光学非球面度的探讨

非球面度是描述非球面光学零件的重要参数,其值大小将影响到采用的加工方法、加工量的大小等.本文分析了几种非球面度的定义,研究了不同定义方法对采用计算机控制光学表面成形法指导加工的影响,从光学零件加工的角度探讨了光学非球面度的合理确定.     

非球面反馈补偿铣磨抛光及工艺参数优化

通过对口径Φ84mm平凸非球面透镜加工工艺的研究,提出了全口径柔性抛光结合小磨头修正抛光的试验方案。通过实验引入铣磨补偿量来抵消全口径抛光带来的面型误差,并对小磨头修正抛光比较突出的工艺参数进行单因素试验,其中包括小磨头尺寸选择,抛光压力选择。通过改变抛光盘尺寸有效减少了中频误差,优化工艺流程参数后抛光的元件面型精度（PV值）0.49μm,达到中等精度要求。总结出一套效率高,成本低,重复性好的数控研抛非球面方法,可实现中小口径非球面元件大批量快速加工。     

用条纹扫描剪切干涉仪测量非球面面形

研制了用于测量光学非球面面形的条纹扫描型棱镜式剪切干涉仪。介绍了该仪器的测量原理、电路和数据处理过程。还推出了二次曲面与最适球面的差值。这样,当最适球面半径与被测件孔径相比很大时不测最适球面半径也可得到被测面相对于设计值的偏差。最后给出了一个非球面面形的测量例。     

弯曲成型非球面磨具误差分析

针对高速研磨加工中使用的弯曲成型法非球面磨具的变形特点,分析了磨具在弯矩作用下产生的弯曲变形,指出磨具高度对磨具成形误差影响较大,磨具宽度对其影响较小。通过实际算例得出结论:计算磨具弯曲变形误差时,将磨具宽度取为变量,磨具高度取为常量,可便于加工和检测,从而保证加工精度。     

双偏心块驱动球形机器人原地转向运动控制

为了提高球形机器人的运动性能,将原地转向运动作为一种独立的运动方式,研究了一种双偏心质量块驱动球形机器人的原地转向运动控制方法．介绍了双偏心质量块驱动球形机器入的机构特点,利用达朗伯原理对机器人进行受力分析,阐述了双偏心质量块驱动球形机器人原地转向运动原理,建立了机器人的原地转向动力学模型．将原地转向运动分为起始、粘滞...     

细长轴加工误差预测与补偿方法研究

在前期对车削加工过程仿真研究的基础上,开发了一套车削加工仿真系统,根据车床本身的运动误差及切削参数,对其加工过程进行仿真,并建立了综合误差模型来预测其加工误差．预测结果与实际的测量值具有较好的一致性．     

光学非球面最佳参考圆的确定及其应用

应用干涉法测非球面,必须测量参考球面的曲率半径才能得到非球面的面形,因此需要精密的测长机构.本文介绍一种在一维测量时,用数学方法确定非球面最佳参考圆的参数,进而由干涉图求得非球面面形或面形误差的新方法,从而可省去测长机构.所提出的微扰动阻尼牛顿迭代法求非线性最小二乘解,经实践证明,有很好的迭代效果.     

凸轮机构滚子从动件产生“附加动反力”的原因研究

凸轮机构在高速运行时，因凸轮廓线加工造成的微小“波纹度”误差将产生一个比载荷大得多的“附加动反力”．作者运用动力学微分方程进行了计算，分析了“波纹度”误差的曲率变化，以及凸轮机构的相关参数对“动反力”的影响，为最小动力响应的计算提供了参数的依据。     

非球面Ronchi检测的误差分析

为了较高精度地检测大型非球面面形,需要分析检测装置对测量误差产生的影响。基于Ronch i检测法,将正弦光栅代替Ronch i光栅应用在非球面反射镜的检测上,采用同步相位探测技术和几何原理获得所有被测点的面形偏差梯度信息,然后利用区域波前重构法恢复面形偏差,进而重建被测面形。利用此方法首次分析了叠栅条纹图、非球面度、光栅对比度对重建被测面形的影响。数值结果表明,条纹图的重叠和光栅的对比度均对非球面的检测精度有影响,重建面形误差随着被测面形非球面度的增加而增大。对测量误差的分析可为Ronch i检测装置的设计提供有效、可靠的依据。