抛光液温控装置结构设计及温度场分析

为精确控制超光滑表面抛光过程中抛光液的温度,根据温控基本原理设计温控装置结构.将用UG建立的温控装置模型导入GAMBIT中进行温度场分析.针对装置内部温度分布不均匀问题,对其结构进行优化：在装置内加入导热隔板将其分为工作区和调温区,制冷器被置于调温区内;将温控装置的外形结构加入过渡圆角.结果表明：优化后的温控装置形成内外环流,工作区温度波动范围为±0.01℃,温度分布均匀对称,满足高精度温控的恒温和匀温要求.     

磨头工作状态在线监测软件的设计与实现

为了实时检测磨头的压力从而指导计算机控制光学表面成形过程,在Visual C++2008平台下开发了磨头工作状态在线监测软件。使用无线通信模块及MSComm控件实现了PC与磨头的串口通信。然后,基于自定义通信协议及数据接收缓冲区完成数据的实时采集。使用队列数据结构以及双缓冲绘图方式结合多线程机制实现了高速数据的动态显示。最后,进行软件与硬件联合调试的实测实验。结果表明利用本软件可以稳定可靠地实现对磨头工作压力的监测。     

高精度液体温控难点分析及解决方法述评

随着精密光学加工要求的提高,机床热变形已成为制约精度等级进一步提高的关键因素,而与机床直接接触的相关液体的温控也越来越凸显其重要位置。本文首先深入分析了液体温控的难点,然后针对这些难点,从温度控制方法、测温元件补偿算法和温控结构等方面分别阐述了目前常用解决方法,同时给予了客观的评价。最后对高精度液体温控的关键问题进行了总结,并为进一步研究指明了方向。     

CCOS技术中去除函数的提取算法研究

针对计算机控制光学表面成形技术中去除函数的实验法建模问题,研究了抛光工艺中去除函数的提取算法。首先,对干涉检验得到的XYZ格式数据文件进行解析并针对其特点设计了相应的数据结构;然后,研究了去除函数的提取算法,并在此基础上研究了提取算法存在的误差以及降低误差的处理办法。在对去除函数的定性提取外,定量计算了去除函数的三个技术指标;最后,进行了去除函数测试实验并利用本文所述的提取算法进行去除函数提取及定量计算。本文所述算法可以用于去除函数的实验法建模并用于驻留时间的优化求解过程。     

前馈控制算法校正相移微动台非线性运动

压电陶瓷具有推力大,响应速度快,分辨率高和能耗低等优点,但其形变量小,所以需要位移放大机构对其形变量进行放大,实现长行程高分辨率位移。针对压电陶瓷作为驱动器,柔性铰链位移放大装置作为导向机构的相移微动台运动存在非线性问题,采用多项式模型对其位移特性进行建模,通过求解逆多项式获得使其线性运动非线性电压,利用实验对非线性运动校正结果进行验证。实验结果表明,所采用前馈控制算法可以很好的校正相移微动台非线性运动,校正后相移台在x,y方向产生的最大相移误差为4°与3.2°,满足高精度相移干涉测量对相移台相移误差要求。     

基于CPG的六足步行机器人运动控制系统研究

根据CPG双层网络的特点,采用分层分布式系统架构研究制了一种机器人运动控制系统.其基于FPGA的星型总线,在保证通信速率的同时提高了系统抗干扰能力.在单足控制器中嵌入双NIOS完成CPG网络解算和电机运动控制.FPGA的灵活使用和外部3-H桥驱动的搭建,可以使单足控制器同时控制3个无刷电机并获得最小的体积.     

机器人足部柔性传感装置研究

为了满足足式机器人动态性能与环境适应性的要求,将测力元件与弹性元件相结合,提出了一种可用于机器人足部的柔性传感装置。通过对其力学模型的分析,给出了三维力／力矩计算与底面倾角估算方法。同时针对装置要求,完成了基于ARM的检测系统的软硬件设计与实现方案,并对装置关键参数进行了标定。针对传感器的实验表明,在X、Y倾角小于20°的情况下,装置综合误差小于3％,可满足足部测量的需要。该装置体积小,精度高,反馈信息丰富,可为足式机器人的步态优化提供重要数据。     

球面镜数控加工中安装误差在线检测及补偿

在光学元件的数控加工中,面形精度是工艺流程的关键指标,而工件的安装误差是影响面形精度的重要因素。基于数控机床的在线检测功能研究了球面光学元件的安装倾斜误差自动补偿问题。首先,基于球面工件安装倾斜的几何模型,将误差的补偿问题转化为工件的球心位置检测问题。然后,根据球面工件测点的同心圆布置算法以及法向探测方式实现球面检测,进而应用最小二乘拟合算法计算球心位置。最后,在口径为280 mm,曲率半径为519.796 mm的凹球面光学元件上进行了验证实验,补偿前后表面最大偏移误差由621.6μm降低至2.8μm。实验结果表明:应用所述算法,可以高效地实现球面安装误差高精度自动补偿。