非球面塑料透镜两步注射成型法的研究

非球面塑料透镜已广泛应用于ＡＶ、ＯＡ 等技术领域中, 但如何提高其注射成型精度仍然是人们一直在探索的问题。本文从光学塑料的物理特性出发详细地研究了它在成型过程中的精度问题。通过对典型材料Ｐ—Ｖ—Ｔ 特性曲线的分析,发现了光学塑料在成型时的体积可控制, 从而提出了两步注射成型法的新概念。该方法在模具设计和注射工艺上与传统方法不同, 具有二次加热, 加压和冷却的机构和工艺过程, 可有效地解决注射成型时透镜表面发生凹下, 凸起, 均匀收缩等问题, 明显地提高了非球面塑料透镜的注射成型精度。     

光学非球面柔性抛光表面粗糙度的研究

为了研究FRP-1型非球面柔性抛光机加工非球面零件的可行性,利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光实验.采用单因素工艺研究法对抛光机的工件轴转速、非球面工件的口径和其最接近圆曲率半径等工艺参数对表面粗糙度的影响进行了分析.实验表明提高工件轴转速可提高抛光效率,且抛光小口径大曲率工件的效率要优于大口径小曲率的工件.在上述研究基础上对K9玻璃材料的非球面工件进行抛光实验,60 min后工件的表面粗糙度由最初的Ra150 nm收敛到Ra8.55 nm.利用FRP-1型非球面柔性抛光机对非球面光学零件进行抛光效果良好能够满足非球面光学零件的加工精度的要求.     

高精度非球面光学塑料透镜成型法的探索

目前非球面光学塑料透镜在各种光电仪器中的应用越来越普遍,但扩大非球面光学塑料透镜生产的最大障碍仍然是成型的精度问题.在了解传统注射成型的基础上,从光学塑料的物理特性出发,研究了它在成型过程中的精度问题,发现了光学塑料在成型时的体积可控制,从而对高精度非球面塑料透镜的两种成型方法进行了探讨.     

非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理

为了实现非球面通用化、高精度检测,提出非球面部分补偿法,并进行误差分析与处理.在光学设计软件ZEMAX中对部分补偿检测系统进行系统建模并优化,分析器件姿态误差及装调精度对重构非球面面形的影响.通过对系统误差的分析,提出基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的系统误差处理方法,将系统误差归为由系统建模得到检测光路的误差和由误差存储得到不含检测光路的干涉仪系统的误差.通过计算机仿真及实验证明,部分补偿检测系统采用该误差处理方法去除系统误差后,可以由逆向迭代优化重构(ROR)技术重构出更精确的非球面面形.将该非球面面形与采用无像差点法得到的面形对比,结果较吻合,均方根(RMS)精度接近0.02λ(λ为波长).     

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。     

非球面制造中的加工误差修正补偿

非球面镜在军用和民用光学制造领域中得到了广泛的应用,加工误差一直是研究的热点。为了解决在光学加工容易出现加工误差这一难题,对非球面镜的加工方法进行了深入的研究。通过采用CNC数控铣磨机进行光学非球面加工,分析砂轮转速、工件转速、进给量和冷却液等因素对加工误差的影响规律,研究出合理的误差修正补偿方法——砂轮直径补偿法和沥青抛光模修正法,并对该补偿方法进行了实验。经实验,PV值为0.245μm,表面粗糙度值为0.0160μm。结果证明此方法能有效的减小加工误差带来的影响,从而得到较理想的面型。     

非球面塑料透镜两步注射成型法的研究

非球面塑料诱镜已广泛应用于ＡＶ、ＯＡ等技术领域中,但如何提高其注射成型精度仍然是人们一直在探索的问题。本文从光学塑料的物理特性出发祥细地研究了它在成型过程中的精度问题。通过对典型材料Ｐ－Ｖ－Ｔ特性曲线的分析,发现了光学塑料在成型时的体积可控制,从而提出了两步注射成型法的新概念。该方法在模具设计和注射工艺上与传统方法不同,具有二次加热,加压和冷却的机械和工艺过程,可有效地解决注射成型时透镜表面发生凹     

三维重建表面几何特征的提取与参数测量计算

对三维重建结果的表面特征进行提取和误差分析,是提高三维目标测量精度的关键步骤. 提出了对三维重建表面几何特征进行提取,并对其进行参数测量计算的方法. 首先利用STL文件对三维重建得到的目标点云数据进行读取、导出并筛选,得到三维重建目标的点云数据,通过迭代计算生成CAD模型表面点云数据. 再提取重建目标与CAD模型的几何特征,计算粗糙度、平行度和平面度等几何参数特征值,进行误差比较和分析,最后将该结果反馈至三维目标重建过程中. 实验结果表明,提出的方法能有效地提取三维重建结果表面几何特征及对表面进行测量计算.     

泰曼—电视—微机系统非球面面形测试

本文用Ｈｅ－Ｎｅ激光器作光源，由泰曼－格林干涉仪，电视摄相机和微机组成泰曼－电视－微机系统，利用法线象差补偿法检测非球面的原理，根据三个干涉图法，自动地扫描，分析了非球面，其二维等高线和三维面形在计算机监示器上画出。     

基于光纤传感的非球面面形在线检测法

机上在线面形检测方式有利于提高非球面的加工效率和精度.提出了一种基于光纤传感的在线面形检测方法,通过空气静压轴承探头和激光干涉位移计的有机融合构成检测系统.研究了面形误差数据处理方法,探讨了测量力与扫描速度对测量精度的影响.     

数控非球面超光滑加工机床空间误差建模

为了快速有效地提高超光滑加工机床的加工精度,为实施误差补偿做好基础和准备工作,进行了超光滑加工机床误差建模技术的研究.根据数控超光滑加工机床的具体结构,运用多体系统运动学理论的基本原理,建立了机床成形系统的拓扑结构和低序体阵列,并推导出机床相邻体的特征矩阵,它是进行机床精度分析与建模的核心.基于多体系统运动学精度分析理论,详细研究了数控超光滑加工机床的理想成形运动函数、理想成形运动约束、实际成形运动函数以及实际成形运动约束,进而得到了刀具成形点的综合空间位置误差,最终完成了超光滑加工机床的综合空间误差建模过程,给出了具体模型表达式.     

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。     

切线法数控加工高次非球面新原理的提出

分析了当前数控加工非球面技术中产生环带波纹误差的主要原因,在此基础上提出了切线法数控加工高次非球面新原理。该切线法加工原理能使加工工具始终沿设计给定的非球面轨迹曲线的切线方向移动,从而能减少或消除非球面曲面成形过程中的环带波纹误差的产生,可获得高精度连续光滑的光学表面,进而提高非球面光学零件的加工效率并降低加工成本。     

数字莫尔条纹非球面检测技术的理论研究

介绍了非球面检测的数字莫尔条纹法,根据两光栅叠加理论给出了数字莫尔条纹的数学模型,并通过三步数字相移技术得到反映被测量非球面面形特征的相位分布,最后利用三步相移算法得到非球面的面形特征,从而达到检测非球面的目的.     

轨迹成形法加工非球面截取轨迹的误差权重分析

介绍了轨迹成型法加工装置的结构原理和加工方法,分析了截取参数(α,θ,L)与非球面度G之间的关系,G对α,θ,L的导数相对于θ和α的变化率,归化后,分别在0～100,-800～600,-4000～2000范围内.并进一步分析了(α,θ,L)与初级像差之间的关系,证明了两者之间的一致性.最后指明了机床设计时,为保证加工精度,应依次严格控制α,θ,L.     

非球面非零位拼接测量的对准误差模型

为消除非零位拼接检测非球面中对准误差对拼接结果的影响,建立了基于对准误差修正的优化拼接模型;在非零位检测非球面对准误差模型的基础上,分析对准误差各误差分量的表现形式及影响规律,并建立了基于对准误差补偿的拼接检测非球面的数学模型,实现子孔径的高精度拼接合成。实验表明,该方法可以有效地提高拼接测量精度,经过对准误差校正的拼接测量结果的PV值精度可达0.03λ。     

非球面补偿器的结构设计与装调分析

为了保证补偿器的技术要求,既:偏心差小于4",空气间隔公差小于或等于0.002mm.本文首先通过对非球面加工、检测及装调中应用的补偿法和偏心原理的介绍,阐述了非球面补偿器的结构设计以及装调原理;并进行了非球面主镜补偿器的装调误差分析.产品实际装调结果补偿器偏心差为1.7",空气间隔公差0.002mm.验证了补偿器的结构设计与装调原理的正确性和卖用性.     

含表面裂纹轧辊的振动特性分析

轧辊表面裂纹是轧辊工作时常出现的损伤现象,轧辊使用中必须进行裂纹损伤检测.通过建立含表面裂纹轧辊的有限元模型,计算轧辊的固有频率和振型,分析了轧辊表面裂纹位置和深度对轧辊固有频率的影响规律,为探索通过振动特性识别轧辊的裂纹损伤提供了基础.     

胶合板表面火蔓延特性研究

实验研究了在一定风速作用下典型的可燃固体材料三合板和五合板上下表面都处于流场中的情况，表面火蔓延的特性，并与施加超细水雾后火焰的蔓延状态对比，探究了细水雾对固体燃料火焰的抑制作用。