二维镜片数控加工中轮廓的数学建模

全自动二维镜片数控磨边机由镜片扫描机提供镜片轮廓参数,镜片轮廓的数学建模是镜片数控加工的核心.文中讨论了脉冲方波计数值在TABO坐标系下的数学建模以及加工时的数学建模过程,并且推导了相应的计算公式,为二维镜片数控加工奠定了理论基础.     

镜架扫描仪机电系统的设计

在数控镜片磨边系统中，镜架扫描仪是重要的组成部分，其作用是对眼镜镜圈轮廓进行扫描测量，为镜片加工提供基本数据。文中介绍了镜架扫描仪的测量原理，并给出了某型扫描仪机械结构和控制系统软硬件的设计方案。     

基于MDT的平面凸轮参数化设计及运动仿真

介绍了基于Vlisp二次开发技术,在MDT中实现平面凸轮机构的三维参数化设计的系统。该系统提供了常用平面凸轮的参数化设计和基于Inventor的虚拟运动仿真,实现了凸轮三维造型的自动化,能有效减小平面凸轮的轮廓坐标误差并提高其廓面加工精度。     

基于CAM的个性化树脂镜片复合加工工艺研究与专用设备研发

针对个性化树脂镜片的加工特点,在详细分析镜片的数学模型基础上,提出1种4轴数控加工模式,用以替代原有5轴曲面加工才能完成的任务,并在此基础上研制开发一种全新高效自动化个性树脂镜片加工设备。该设备具有机械手上下料、双主轴高速复合加工等特点,采用刀具切割代替砂轮磨削的镜片加工工艺,一次装夹即可实现镜片的轮廓切割、钻孔、表面刻字等一系列完整的复合加工,降低了劳动成本,大大提高了镜片加工的效率和精度。     

内渐进镜片加工中的过切判据的研究

针对内渐进镜片在加工过程中出现过切的情况,提出一种判断方法。该方法使用双三次样条曲面参数方程计算自由曲面各点曲率半径最小值,通过三维软件对曲面曲率半径进行计算,研究镜片在机床上实现加工的判据。由分析和计算表明,若曲面加工范围内存在某些点的曲率半径小于给定的机床刀具半径,则机床无法加工内渐进镜片的曲面。     

圆柱凸轮三维参数化设计与数控加工

凸轮机构优良的运动特性和动力特性由精确的轮廓曲面来保证,圆柱凸轮轮廓曲面因从动件运动规律的变化而成不同的复杂空间曲面,给圆柱凸轮精确设计和加工造成了困难。通过对圆柱凸轮轮廓曲面的分析,完成了基于Pro/E系统的圆柱凸轮三维参数化设计,并利用Pro/NC数控加工模块对圆柱凸轮进行了数控加工仿真,自动生成驱动数控机床进行零件数控加工的Numerical Control G代码。     

高精度非接触式三维轮廓扫描仪设计

三维轮廓扫描仪是广泛应用于微纳表面三维形貌测量的高精度设备。基于白光共焦测量技术,提出了非接触式三维轮廓扫描仪设计方案和工作原理。扫描仪由精密扫描工作台、测量系统、光学辅助系统及控制系统组成。试制的扫描仪样机垂直测量范围为(20～400)μm,分辨率10nm,水平测量范围(100×100)mm,分辨率小于1μm。实验表明,该扫描仪可实现二维轮廓曲线和三维形貌测量,具有精度高、非接触、测量快速和测量范围宽等特点,对于实现高精度非接触式三维轮廓测量具有较高的实用价值。     

R参数编程在数控车削非圆曲线轮廓中的应用

阐述西门子系统R参数编程的方法,非圆曲线的数学处理原理。以加工椭圆工件为例介绍了R参数编程在非圆曲线加工中的应用,并用等间距法编写了椭圆轮廓加工的主要数控加工程序,总结了非圆曲线方程轮廓类零件编程处理的分析步骤。     

电化学机械光整加工表面形貌研究

提出了用于圆柱表面精密光整的夹心式电化学机械加工装置核心部件设计方案,探讨了主要工艺参数对表面质量影响规律。对采用这种新型加工方法所产生表面的轮廓高度特性、间距特性、形状特性、轮廓峰分布及表面波纹度进行了试验研究,结果表明电化学机械光整表面轮廓以高频小振幅波度为主要成分。     

基于UG的发动机连杆体自动编程与模拟加工

通过对连杆体三维模型的建立和加工工艺分析,设计出连杆体外轮廓加工时用的常规夹具和连杆体正面、背面加工时用的专用液压夹具,用UG软件的加工模块分别对连杆体外轮廓、正面和背面进行加工,设置合理的加工参数,生成加工刀轨并进行动态仿真,最后将刀轨转变为数控机床识别的NC代码,可用于大批量连杆加工,提高了生产效率。     

高精度立体视觉测量中一种通用的摄像机标定技术

实现了一种用于高精度立体视觉测量中摄像机标定的新技术。这种“两步法”技术能够标定摄像机的外部参数以及有效焦距、径向透镜畸变系数和图像尺度因子。它利用合理组织的求解次序使得每一步参数的求解都只须求解线性方程组,从而彻底改变了以往摄像机标定依赖于非线性优化方法。本文的理论和实验证明,这种新技术较以往算法更为快速、简便、精确。     

Optical design and manufacturing technology for high resolution laser scanning unit

This paper presents optics and fabrication process of key elements in a laser scanning unit for high quality laser beam printers or multi-function printers with over 600dpi optical resolution which today’s commercial system shows. Considering the light sources with different wavelength, optical characteristics in the laser scanning unit which includes a scanning lens and an athermalization element are explained. Also fabrication technologies to realize high resolution laser system such as mold design, core machining and injection molding processes are described. Finally, the hybrid lens as the athermalization element having refractive and diffractive surface is suggested to compensate thermal defocus. The hybrid lens is fabricated and their performance and effect on laser scanning unit are evaluated.     

痕量微生物快速检测系统

针对微生物检测中存在的耗时多、结构复杂、探测精度低等问题,提出了一种快速、简单、检测下限低的微生物检测方法。通过结合荧光标记物标记、微孔滤膜过滤、激光扫描及荧光成像技术,设计了痕量微生物快速扫描检测系统,使用大视场、大景深、长焦距扫描物镜,结合二维扫描振镜,完成了对痕量微生物样本的快速检测。描述了检测系统的基本原理及光路系统的设计与优化,对采集信号进行了分析,并对检测系统的检测性能进行了论证及测试。实验结果表明,该检测系统可以在10min内完成对10~2.5×103 cfu/mL的微生物的准确检测,检测下限为10cfu/mL,可以满足医用高纯水、饮料用水、微电子加工高纯水等领域的水体快速检测需求。     

Two dimensional photoacoustic imaging based on an acoustic lens and the peak-hold technology

A new method of photoacoustic (PA) imaging based on an acoustic lens and the peak-hold technology is presented in this article. A fast PA imaging system, which consists of an acoustic lens, a 64-element linear transducer array, and a peak detection-and-hold circuit, is developed to obtain the two dimensional (2D) PA images of the experimental samples. By utilizing an acoustic lens, the PA signals generated from the sample are directly imaged on the imaging plane and collected by the 64-element linear transducer array which changes the PA signals into the corresponding electronic signals. Then the electronic signals are converted into a one dimensional image using the peak detection-and-hold circuit. After vertical scanning with a step motor on the imaging plane, the 2D PA image of the sample is achieved successfully. The results show that the images reconstructed in this experiment agree well with the original samples. Compared to other methods, this PA imaging system can acquire the PA images more rapidly without any complex algorithms, and it may provide a more convenient method for future in vivo noninvasive imaging of tissues and clinic diagnosis.     

数字X线影像仪中激光扫描光学系统的设计

数字X线影像仪是计算机和激光技术快速发展的产物,而其中的激光扫描光学系统是其核心技术之一。针对数字X光影像仪的使用特点,对激光扫描系统中的Fθ镜头、光束扩展器、扫描器这几个关键部件进行了较详细的论述分析,提出并解决了其中一些关键问题,如光阑位置浮动对像质的影响、影响系统扫描光点大小的因素、扫描器的确定等。最后用ZEMAX光学设计软件对系统的光学性能进行了设计模拟,得到扫描光斑直径小于0.1mm、焦距和视场满足线性关系的设计结果。像质评价分析结果表明,所设计的镜头像质优良,轴上与轴外质量相当,像质达到衍射极限。     

点扫描激光共焦显微镜物镜参数的确定

在设计点扫描激光共焦显微镜测量系统时 ,物镜参数的选择是至关重要的 ,因为它的数值孔径大小直接影响着系统的测量精度。本文对系统测量精度达到 1μm时物镜参数的选择进行了详细的阐述。     

宽频大角度新型龙勃透镜设计与快速制造

传统龙勃透镜是一种具有梯度介电常数的球状介质天线,其功能是实现电磁波的球面会聚与定向发射,可广泛用于移动卫星通信。然而由于梯度介电常数分布、球面汇聚等特征,使得其制造尤为困难,且不易于集成。根据一种新型底面扁平龙勃透镜天线的设计方案,提出采用混合液体介质与3D打印技术相结合的制造方法,采用3D打印技术实现二维、三维透镜框架的快速制造,制备出介电常数大范围可调的混合液体介质(2.2~40.0)填充于框架中,所制备液固耦合的龙勃透镜天线在12.4~18.0GHz范围内具有宽频特性,并能实现全场扫描(-90?~90?)。所提出的方法为梯度介电常数透镜天线创新设计提供了一个新的实现手段,并将会进一步推动高性能透镜天线的实际应用。     

小型数字投影结构光三维测量仪镜头设计

为了解决三维测量仪器的小型化问题,设计了一种数字投影结构光三维测量仪光路结构,并用Zemax软件进行了性能优化。该结构分为投影光路和照相光路,投影镜头采用反远距结构,由5片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.35。照相镜头采用双高斯结构,由6片透镜组成,全视场调制传递函数大于0.12。两镜头口径均小于14mm,长度小于40mm,像面照度均大于90%,可以对80~120mm远的物体进行测量。投影图像像素密度为1 028×768,相机拍摄图像像素密度为1 280×960,在工作距离100mm处可以测量28mm×21mm的表面。镜头全部采用球面透镜。该结构具有测量精度高、成本低、加工容易、体积小等优点。     

光机二维扫描技术在激光共聚焦生物芯片扫描仪中的应用

介绍了应用于激光共聚焦生物芯片扫描仪中的光机二维扫描技术 ,即用振镜和f- θ扫描物镜构成其中一维的光扫描系统 ,用步进电机驱动扫描工作台移动构成另一维机械扫描系统 ,并在此基础上分析研究了光机二维扫描控制系统的设计。为快速、高精度激光共聚焦生物芯片扫描仪的研制作了新的有益尝试 ,并取得了初步的实验结果     

Bloch wave-based calculation of imaging properties of high-resolution scanning confocal electron microscopy

An efficient, Bloch wave-based method is presented for simulation of high-resolution scanning confocal electron microscopy (SCEM) images. The latter are predicted to have coherent nature, i.e. to exhibit atomic contrast reversals depending on the lens defocus settings and sample thickness. The optimal defocus settings are suggested and the 3D imaging capabilities of SCEM are analyzed in detail. In particular, by monitoring average image intensity as a function of the probe focus depth, it should be possible to accurately measure the depth of a heavy-atom layer embedded in a light-element matrix.