非球面磁性复合流体抛光路径误差分析与仿真

针对光学系统中对非球面元件的精度要求,设计了直线光栅式的抛光轨迹,并用磁性复合流体以这一抛光轨迹抛光非球面。根据抛光轨迹和非球面方程计算出每个抛光点的坐标;根据抛光点坐标和抛光头的抛光姿态计算出对应的抛光头中心点的坐标;建立相邻两抛光点的弓高误差模型,仿真出弓高误差模型并分析弓高误差的变化规律;根据弓高误差变化规律,用等弓高误差变步长控制算法实现弓高误差的一致性,提高加工质量。     

非球面超精密磨削误差建模与补偿研究

为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮廓半径磨损误差作为主要面形误差来源,分别推导其对综合误差的传递函数,分析误差辨识方法,建立误差修正补偿模型,提出基于直接补偿的点补修正法。试验结果表明：建立的综合误差模型正确,根据误差辨识方法和修正补偿模型,修正误差后面形误差显著降低,有效提高面形精度。     

用金刚石磨头数控加工轴对称非球面光学玻璃透镜

为了提高轴对称非球面透镜的形状精度,降低其精加工成本,用金刚石小磨头在不同的加工参数和数控走刀轨迹条件下对K9光学玻璃透镜进行铣磨实验加工。透镜的轮廓精度用三坐标测量机测量,通过测量的数据点计算非球面透镜的法向轮廓度误差,并用数控加工时磨头的有效切削半径进行补偿。实验结果表明:当数控走刀轨迹为平行精加工和等高精加工时,加工后非球面透镜的面型精度最大轮廓度偏差PV和误差平均值RMS分别为54.48 μm和22.88 μm、98.46 μm和28.88 μm;通过优化金刚石磨头的有效切削半径可以提高非球面透镜加工的面型精度,平行精加工后优化的非球面透镜面型精度PV和RMS值分别为44.52 μm和7.37 μm。      

数控铣磨非球面面形误差补偿技术研究

数控铣磨是脆性材料非球面成形加工的主要方法。在数控铣磨非球面工艺技术研究中,面形误差直接影响加工精度和生产效率。结合数控铣磨非球面原理,利用Satisloh GI-3P精密铣磨加工中心铣磨非球面硅透镜,分析了影响非球面硅透镜面形误差的因素,并探讨了修正补偿面形误差的方法。结果表明:影响非球面面形精度的主要因素为z轴偏移误差、CNC程序原点与实际工件旋转轴心的偏移误差和砂轮磨损误差,通过修正误差后,有效提高了非球面成形的加工精度和加工效率。     

非球面塑料透镜模具设计及改进研究

介绍了材料为PMMA的非球面塑料透镜成型工艺方案,通过Moldflow模拟分析和试验研究,采用优化浇口和优化冷却水道相结合的方法,对模具结构进行了优化,使制品的翘曲变形问题得到了较大改善,制品底面平面度达到公差要求。     

砂轮几何参数对非球面轨迹包络磨削的影响研究

针对非球面轨迹包络磨削过程中砂轮磨损而影响加工质量的问题,根据非球面轨迹包络磨削成形原理,分析了轴对称非球面、非轴对称非球面加工中盘形砂轮的几何参数对轨迹包络磨削加工过程的影响。分析结果表明:盘形砂轮圆弧截面的圆弧直径、砂轮宽度、砂轮直径等几何参数将直接影响到参与磨削的砂轮磨粒的数量。合理选择盘形砂轮的几何参数,可以有效地增加参与磨削的砂轮磨粒数量,从而减少盘形砂轮的磨损,这对于提高非球面轨迹包络磨削加工精度有着非常重要的意义。     

石油机械可变形曲梁磨具的非球面加工探讨

首先分析了我国的石油机械可变形曲梁磨具的非球面加工方法的概念和考虑的因素,论述了我国的旧有加工方法的弊端和石油机械可变形曲梁磨具的非球面加工的可行性,最后对石油机械可变形曲梁磨具的非球面加工进行具体的设计和优化。     

刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计

为了满足刑侦过程中紫外光学系统远距离搜索、近距离拍照的需求,采用二元衍射元件和非球面元件,设计了一种日盲紫外机械补偿变焦光学系统,其中焦距为40mm~80mm,F数为4,工作波段为0.24μm~ 0.28μm。选用S8844-0909型2.54cm紫外CCD,像元尺寸为24μm×24μm,对应视场角为6°~12°。系统由7块透镜组成,结构简单、体积小巧。结果表明,在整个变焦范围内,后截距10mm处,截止空间频率21cycles/mm时,各视场的光学调制传递函数均在0.7以上,接近衍射受限曲线,畸变小于5%,像质优良,像面稳定。该设计能满足光学系统的总体设计要求。     

非球面变焦距曲面复眼的优化研究

提出了一种新型的非球面变焦距曲面复眼结构。整个结构将曲面基底分为三个类扇形区域,每一区域微透镜阵列能够对一定物距的目标物成像,使得人造复眼在一定范围内实现焦距调节;根据微透镜所处的区域和位置,计算出微透镜的基本尺寸,并对微透镜进行了非球面优化。对所设计的曲面复眼进行了光线追迹,仿真结果表明成像球差降低到初始值的近百分之一,能够实现焦距调节,并解决了每一个微透镜在边缘处的球差问题,极大的提高了成像效果。