DSP在超精密CNC系统中的应用

超精密数控系统由于极高的精度指标和大量的插补运算,对伺服控制系统的运算能力提出了很高的要求。数字信号处理器(DSP)基于高效的运算能力、良好的开发环境支持,在超精密数控系统中获得了成功的应用。现对超精密数控系统中DSP的应用进行了分析研究。     

非球面加工机床的设计

随着科学技术的发展,对高性能大型非球面零件的需求越来越迫切,同时对大型非球面零件的加工设备和加工工艺的要求也越来越高.文章介绍了一种集铣磨成型、研磨抛光为一体的大型非球面加工机床的设计过程.从分析大型非球面零件加工需求出发,介绍了机床的总体方案及关键零部件的设计,并给出了设计结果.结果表明该机床能够满足非球面加工的要求.     

光学表面中频误差的控制方法—确定区域修正法

提出了一种有效控制光学表面中频误差的方法——确定区域修正法。给出了确定区域修正法的基本思想和工作流程,并基于最大熵原理对抛光盘运动参数进行了优化选择(行星运动方式转速比为-1或0,偏心率为接近于0但不等于0)。最后,在Φ100 mm K9玻璃平面镜上进行了抛光对比实验。实验结果表明,应用确定区域修正法,在1.5 min内可使0.28 mm^-1频率误差对应的PSD值从14.76 nm²·mm下降到3.70 nm²·mm,有效地控制了光学表面的中频误差。与其他方法相比,确定区域修正法的突出优点在于其确定性和高效性。     

光学表面的分形结构和表征算法

根据光学表面在微观结构上呈现出的统计自相似性，利用与尺度无关的分形模型描述了光学表面的结构特征，采用结构函数法对分形维数进行计算，分析了抛光表面的分形特点。在此基础上，提出了采用一阶自回归分形模型对抛光表面进行模拟的新方法，分析了界定尺度、模型参数对分形特征和分形维数的影响规律。     

典型碳化硅光学材料的超光滑抛光试验研究

研究了三种典型的碳化硅光学材料CVD SiC、HP SiC以及RB SiC的材料去除机理与可抛光性,并对其进行了超光滑抛光试验.在分析各种材料制备方法与材料特性的基础上,通过选择合理的抛光工艺参数,均获得了表面粗糙度优于Rq=2nm(采样面积为0.71mm×0.53mm)的超光滑表面.试验结果表明:研磨过程中,三种碳化硅光学材料均以脆性断裂的方式去除材料,加工表面存在着裂纹以及材料脱落留下的缺陷;抛光过程中,CVD SiC主要以塑性划痕的方式去除材料,决定表面粗糙度的主要因素为表面微观划痕的深度;HP SiC同时以塑性划痕与晶粒脱落的形式去除材料,决定表面粗糙度的主要因素为碳化硅颗粒大小以及颗粒之间微孔的尺寸;RB SiC为多组分材料,决定其表面粗糙度的主要因素为RB SiC三种组分之间的去除率差异导致的高差.     

光学非球面形摆臂式轮廓法测量顶点曲率半径优化算法研究

摆臂式轮廓测量法通过测量非球面与某一球面之间的偏离量实现对非球面形的测量,但无法测量非球面的顶点曲率半径.在开发了测量试验系统的基础上,通过对测量原理的深入研究,利用被测非球面名义面形与测量数据建立了测量参考球面半径非线性最小二乘优化模型,利用该模型,可以在测量非球面形误差的同时获得被测非球面的顶点曲率半径值.同时分析了该模型的理论收敛误差,并在MATLAB下对算法进行了仿真.最后对直径200mm,顶点曲率半径1400mm的凹形抛物面镜进行了测量实验.仿真和测量试验表明了算法的有效性.     

CT6-4低温克劳斯催化剂的工艺特性

在含硫原油加工和含硫天然气处理中,为了回收硫资源和保护环境,一般都设置制硫装置。目前国内外广泛采用有两级反应器的克劳斯制硫装置。因受热力学限制,其总收率只能达到92～95％,制硫尾气直接放空,污染大气并损失部分硫资源。 最近我国从西德鲁奇公司引进两套萨弗林尾气处理装置,其中关键的消耗品是牌号为RP-AM2-5的催化剂。因此,研制在工艺性能上达到RP-AM2-5水平的低温克劳斯催化剂是很有意义的。     

硫回收尾气处理技术及超级克劳斯工艺

回收石油、天然气及化工过程气体中的H_2S制硫,多采用传统的Claus法。我国目前Claus硫磺回收装置约30套(近期将再建成10套),生产能力250kt/a,实际产量125kt/a(1991年)。 Claus法采用新工艺、新型催化剂、自动监控技术等,硫的回收率已接近热力学平衡值,例如二级Claus法,硫回收率已达92％～95％。若附加尾气处理装置,总硫回收率可达98％,甚至99.5％以上。因此Claus尾气处理技术是目前研究中的一个热点。     

CT6——4低温克劳斯催化剂的工艺特性

经实验室评价证实,CT6-4低温克劳斯催化剂活性、硫容量、抗硫酸盐化性能及活性稳定性均达到和优于西德产品RP-AM2-5催化剂水平。特别是原料气中氧含量达2000ppm,空速高至5000h-1时,CT6-4的低温克劳斯工艺性能有更明显的优越性。且经济合理,工业化前景可观。此剂堆比重0．89,粒度φ3-6mm,机械强度11．1kg／粒。     

基于柱面坐标系的新型光学坐标测量机的研制

研制了一种基于柱面坐标系的新型专用非球面坐标测量机,通过测量非球面多条子午截线实现对非球面形的全口径检测。在结构设计方面,采用了龙门框架加回转运动的形式,利用高精度气浮导轨实现水平运动,利用端齿盘实现对工件的精确分度,通过点位测量的方式实现对非球面形的高精度检测。在软件方面,建立了系统的数学模型和柱面坐标系下回转对称非球面形全口径检测算法,并在VC++6.0和Matlab平台上编制了测控软件和数据处理软件。系统最大测量口径为600 mm,测量高度为25 mm,最小测量步长为1 mm,经过系统误差补偿后,系统精度优于1 μm,满足了精磨、粗抛阶段非球面形检测要求。试验表明:系统运行良好,精度满足要求,同时具有良好的通用性,可用于非球面精磨、粗抛阶段的检测。