基于迈克尔逊干涉仪平台的光学零件自动检测装置

光学面形检测是光学零件加工过程中的必要环节.传统方法利用光学样板进行人工样板检测,不能量化且易损伤光学零件.利用平面干涉仪或球面干涉仪检测所需设备成本较高且调校较复杂.在传统迈克尔逊干涉仪平台基础上进行改进,设计三维机械模型.该装置成本低,具备一定精度量化测量功能,自动化程度较高,在光学零件加工行业具有一定的实践价值.     

超精密快刀伺服加工复杂光学面形的技术研究

超精密快刀伺服加工技术适用于复杂面形光学零件的高效优质加工。文中通过分析快刀伺服加工的控制结构、压电陶瓷驱动性能,进行了超精密快刀伺服装置的设计与研制,建立了其传递函数模型。最后完成了典型复杂面形光学零件的加工试验,并对加工结果进行测试与分析,测试结果表明满足了设计的性能指标要求。     

复杂光学表面的快刀伺服加工特性与路径规划

复杂面形和微结构阵列等类型的光学元件应用范围越来越广,传统的机械加工方法难以满足面形精度和加工效率要求,超精密快刀伺服(Fast tool servo,FTS)是实现这类零件优质高效加工的有效手段.但是在复杂光学表面的快刀伺服加工中,面形的高低起伏将会使刀具和工件的相对位置实时变化,导致加工状态恶化、面形精度下降,甚至...     

基于投影法检测光学元件面形的图形处理算法

基于线结构光扫描测量和立体视觉测量相结合的三维检测方法——投影法,能够快速准确地实现光学元件面形的在线检测,通过对采集图片的图像预处理,区域立体匹配分析,曲线拟合及面形实验等算法还原被测光学元件面形模型。实验结果表明,将这种方法用于检测光学元件可以真实还原光学元件三维外貌特性,具有实际应用价值。     

中大口径轴对称光学非球面超精密磨削数控机床的研制

通过系统分析轴对称中大口径方形光学非球面包络法加工原理,提出了非球面磨削加工机床各轴系运动的数学控制模型,设计并研制了非球面精密磨削加工机床及机床速度、位移双闭环控制系统,在研制的加工机床上进行了330×300mm的方形光学非球面镜片磨削试验,并采用数字型电感测微仪设计了非球面在线检测系统,通过对加工后的光学非球面进行在线检测,试验结果表明设计并研制的光学非球面磨削加工机床加工精度满足光学非球面镜片加工面形精度PV值达到4μm的要求,且加工效率高,适用于中大口径非球面磨削加工。     

关于光学样板的精度及其工艺保证

光学样板是光学零件制造过程中用来检验光学零件面形误差的一种基本量具。本文简述了光学样板的精度等级及误差分布规律,並指出了制造A级标准样板时可采用的某些加工方法。提示了正确给定样板光圈对象质的影响。     

光学零件的离子束抛光技术

<正>随着国防技术的不断发展,对光学零件的加工精度要求也越来越高,中等精度的光学零件已经不能满足国防领域的要求,如高精密的成像系统,其单个光学零件的表面面形精度要求在λ/50-λ/100,RMS要求1nm,要达到如此高的面形精度,传统的或者一般精度的光学加工设备已经不能满足其要求。     

光学非球面零件凹面的机器人柔性抛光

在光学系统中,非球面零件起到非常大的作用,但是如何得到合格的光学非球面零件是重点和难点。使用工业机器人替代传统手工抛光方式对光学非球面零件凹面进行加工的基本思想是在机器人末端连接1个抛光盘,抛光盘要比光学工件的最大面形直径小得多,在工件表面上沿设计好的轨迹运动,使工件面形误差收敛在可接受的范围内。结合实际工作内容,研制了用于光学非球面零件凹面抛光加工的机器人柔性抛光系统,采用主动式的力控制方式来应对机器人与接触环境间的接触力,并对精密铣磨成型后的光学非球面镜零件凹面进行快速确定性抛光加工试验,得到了较好的试验结果。试验结果证明了使用机器人可以为光学非球面零件凹面做柔性抛光。     

超薄石英片抛光加工胶结固持变形

超薄光学零件由于径厚比大,刚度低,抛光上盘时容易产生较大变形,影响其最终的面形精度。本文通过Ф50mm×1mm熔融石英玻璃的胶粘上盘实验,结合有限元分析,研究了不同上盘方式和固化顺序对零件变形的影响,分析了变形产生机理。研究结果表明上盘变形主要由胶层内胶黏剂先后固化顺序引起,和零件胶结面面形关联性不明显。此外,由于固化顺序的随机性,上盘变形是不对称、不规则的,没有规律可循。基于弱化固化顺序影响的思路,通过改变粘接方式,将固持变形由整面上盘的1.88μm减小到0.51μm。采用该上盘方法对熔融石英玻璃薄片进行沥青抛光加工,下盘后面形精度PV值达到0.46μm,有效地抑制了零件下盘后的面形恶化。本文研究有助于进一步揭示上盘固持变形的产生机理,并对实际超薄光学零件加工具有一定指导作用。     

数控加工尺寸在线检测技术的研究与应用

根据精密零件数控加工的实际生产情况,提出加工过程尺寸在线检测的应用需求。介绍了尺寸在线检测系统的应用情况,系统地论述了尺寸在线检测系统的实施方法,阐述了精密零件加工尺寸误差补偿途径。指出应用加工过程尺寸在线检测技术不仅提高零件加工质量和加工效率,还对推进加工测量一体化技术的发展具有深远意义。