光学镜面离子束加工的可达性

提出了离子束加工可达性问题的理论描述和定义,分析了驻留函数解的存在条件,进而分析了采用不同直径的离子束去除不同频率面形误差时额外去除量的大小,最后进行了仿真验证。分析结果表明,对于高斯型的束函数,驻留函数解总是存在的。但是面形误差频率越高,驻留函数解越大,去除面形误差时去除的额外材料越多。额外的材料去除量随着离子束径和空间误差波长之比(d/λ)的增加而指数增加。当d/λ=0.5时,额外材料去除量为15%,还是可以接受的;当d/λ=1时,额外材料去除量迅速上升到73%,该值即很难被接受。理论分析和仿真结果表明,为了优化加工过程,d/λ应该＜0.5。     

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。
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同心圆光栅二自由度误差测量系统

提出了一种基于同心圆光栅莫尔条纹图象处理的超精密二自由度误差测量(TDFM)方法,介绍了该测量方法的基本原理,包括同心圆光栅莫尔条纹产生机理、三光栅光学系统原理、影像光学原理以及CCD莫尔条纹图象处理的方法.通过实验对实际测量系统进行了分析与标定,并将测量结果与双频激光干涉仪进行了比较.结果表明该测量方法可实现超精密二自由度的误差在线测量及补偿,测量精度优于0.1μm.     

超精密车床主轴回转误差运动动态测试的数据采集

介绍了超精密车床主轴回转精度动态测试的数据采样方法及其采集系统的硬件和软件。试验表明该采集系统调试方便，效果良好。     

光学非球面复合加工机床的设计与精度分析

介绍了集铣磨成形、研磨、抛光于一体的大中型非球面光学加工机床(AOCMT)，分析了其设计方法、结构特点和主要技术参数；通过X、Y、Z、A、C五轴数控联动，AOCMT能加工出任意复杂的光学表面，且始终保持刀具轴线位于加工点的法线方向，以消除非对称误差的影响；研究了各运动轴定位误差对铣磨精度的影响，通过采取必要的工艺措施，AOCMT的铣磨精度能稳定地优于8μm；分析了AOCMT的后置处理算法，通过坐标平移和旋转，得到了三、四、五轴数控加工的通用坐标变换公式。     

基于DSP的宽动态范围莫尔条纹计数与精密细分技术

为莫尔条纹的计数与细分提供了一种基于DSP(数字信号处理器)的高速软件解决方案。它能有效的解决传统系统中计数电路与细分功能不能无缝匹配的问题,提高测量的准确性。由于采用了高速信号处理和闪烁采样技术,采用该方案的系统能处理宽动态范围的莫尔条纹信号。提供的实例能对从直流到1MHz的莫尔条纹信号进行计数与细分,对于1μm光学分辨率的光栅测长系统来说,其相应的最高测量速度为1000mm/s,细分步长可以达到nm级。     

基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化

提高光学零件研抛加工精度的关键是优选工艺参数。对此提出一种基于最大熵原理的平面研抛工艺参数优化方法。建立了工件研抛信息熵的数学表达式并给出了相关的物理解释,并对定偏心平面研抛工艺参数优选进行了数值模拟计算。研究结果表明,在定偏心平面研抛中,选择工件与研抛盘同方向等速转动可以使工件表面材料去除均匀,选择较大的偏心率可以提高加工效率,同时应实时修整研抛盘以减小研抛盘磨损对工件加工精度的影响。     

阀控非对称缸的非线性建模及其反馈线性化

针对阀控非对称缸系统,分别推导了液压缸正反向运动时的状态方程,并最终统一成一个非线性模型。通过仿真和试验,验证了模型的准确性。在此基础上,采用非线性控制理论中的输入／输出精确线性化方法,通过非线性状态反馈变换获得了全局线性化模型,并对系统零动态稳定性进行了分析。该研究对采用线性控制理论实现液压伺服系统的高精度位置跟踪控制有一定的帮助。     

开放性数控技术的发展

简述开放性数控系统的概念、主要特点及国际上主要开放性数控研究计划的成果,提出开发开放性数控发展的指导思想及开发开放式数控面临的课题。     

计算制造中的几个定位问题

介绍了计算制造,将制造过程中的定位与检测问题归纳为设计定位、加工定位、规划设置和构件定位四类定位问题,研究了几个定位问题的理论和方法,包括对称特征位形空间、基于位形空间的零件几何建模方法、工件定位算法、公差的数学定义及其评价算法等。