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离轴非球面在细磨与粗抛阶段的波面再现技术

光子学报 2017年第3期46卷 123-129页

作者：武中华袁吕军朱永田何丽康燕苏志德孔维斌中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室南京210042 中国科学院大学北京100049

基于付科法的离轴非球面波面再现检测技术,通过对付科检测过程的数学分析,建立了离轴非球面波面再现的数学模型,提出了波面整合算法,通过对两幅阴影图灰度值积分、去倾斜及波面整合等数据处理再现出被检离轴非球面的波面误差.在被检离... 详细信息

基于付科法的离轴非球面波面再现检测技术,通过对付科检测过程的数学分析,建立了离轴非球面波面再现的数学模型,提出了波面整合算法,通过对两幅阴影图灰度值积分、去倾斜及波面整合等数据处理再现出被检离轴非球面的波面误差.在被检离轴非球面两个方向的弥散斑分别为0.152mm和0.284mm时,干涉检测得到其面形误差峰谷值为1.110μm、均方根值为0.194μm,且两种检测方法的波面轮廓相一致.实验结果验证了基于付科法的离轴非球面再现技术的正确性,可以应用于指导离轴非球面在细磨粗抛阶段的加工并且实现与精抛光阶段干涉检测的有效衔接.

关键词：测量离轴非球面付科法光学检测波面再现

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离轴非球面超精密磨削加工几何模型的探讨

中国机械工程 2004年第17期15卷 1520-1522页

作者：韩成顺董申唐余勇哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学理学院哈尔滨150001

在用来加工轴对称非球面的二轴联动超精密数控机床的工件主轴上安装可以精确给出旋转角度的码盘 ,采用柱坐标加工方式进行离轴非球面的超精密磨削加工。在给出离轴非球面方程的基础上 ,给出数控加工离轴非球面的相应的几何模型。计算机... 详细信息

在用来加工轴对称非球面的二轴联动超精密数控机床的工件主轴上安装可以精确给出旋转角度的码盘 ,采用柱坐标加工方式进行离轴非球面的超精密磨削加工。在给出离轴非球面方程的基础上 ,给出数控加工离轴非球面的相应的几何模型。计算机仿真验证了该加工方法的简便性与可靠性。该加工方法可以降低设备投入。

关键词：离轴非球面超精密磨削几何模型仿真

离轴非球面镜检测中坐标系偏差对参数拟合的影响

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红外与激光工程 2013年第10期42卷 2800-2804页

作者：郭玲玲张星祥张立国任建岳中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

光学装调前精确测量离轴非球面元件的顶点半径等参数是保证装调质量的关键。离轴非球面测量中,得到非球面坐标数据后,为了提高参数拟合的准确度,分析了测量坐标系偏差的影响。为了消除该偏差,提出了数据拟合模型和处理方法,并给出了详... 详细信息

光学装调前精确测量离轴非球面元件的顶点半径等参数是保证装调质量的关键。离轴非球面测量中,得到非球面坐标数据后,为了提高参数拟合的准确度,分析了测量坐标系偏差的影响。为了消除该偏差,提出了数据拟合模型和处理方法,并给出了详细的参数拟合的步骤。与直接拟合相比,该方法得到的误差平方和、均方根误差更小,决定系数更接近1,验证了拟合模型及处理方法的有效性。该方法适用于所有离轴非球面镜检测时坐标系的偏差分析和参数的拟合处理。

关键词：光学检测离轴非球面坐标系误差参数拟合

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离轴非球面SiC反射镜的精密铣磨加工技术

机械工程学报 2013年第17期49卷 39-45页

作者：张志宇李锐钢郑立功张学军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室长春130033

离轴非球面反射镜是高分辨率、大视场空间相机的核心元件,其镜面的形状精度和表面质量要求极高,加工难度很大,一直是光学系统先进制造技术的瓶颈。针对国家对空间大型SiC光学元件制造技术的重大需求,开展以大口径、高陡度、大离轴量和... 详细信息

离轴非球面反射镜是高分辨率、大视场空间相机的核心元件,其镜面的形状精度和表面质量要求极高,加工难度很大,一直是光学系统先进制造技术的瓶颈。针对国家对空间大型SiC光学元件制造技术的重大需求,开展以大口径、高陡度、大离轴量和大偏离量为特点的离轴非球面反射镜的精密铣磨加工技术研究。开发非球面反射镜计算机辅助数控编程技术,提出五轴联动斜轴定角度加工方式,建立旋转中心在镜面外的螺旋加工轨迹,避免镜面几何中心处的加工残留。并基于五轴加工中心(型号DMG Ultrasonic 100-5)搭建超声振动辅助铣磨加工平台,以900 mm×660 mm口径离轴非球面SiC反射镜镜坯为加工样件进行工艺试验,加工面形精度峰谷值(Peak to valley,PV)达到18.8μm,方均根值(Root mean square,RMS)达到3.5μm。研究为按照非球面方程高精度铣磨超大尺度精度比离轴非球面反射镜提供了有效的解决方案。

关键词：离轴非球面 SiC反射镜精密磨削 CAD CAM 加工轨迹优化超声振动辅助加工

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离轴非球面数控抛光路径的自适应规划

光学精密工程 2009年第1期17卷 65-71页

作者：邓伟杰郑立功史亚莉王孝坤张学军中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室吉林长春130033 中国科学院研究生院北京100039

根据质点系平衡的加权平均思想,提出了一种新的适用于离轴非球面数控抛光的路径规划方法。根据影响抛光结果的因素,给出了权因子的组成元素及其计算方法,包括常数、加工残差分布以及与工件边缘的距离,并给出了权因子间影响系数的粗略确... 详细信息

根据质点系平衡的加权平均思想,提出了一种新的适用于离轴非球面数控抛光的路径规划方法。根据影响抛光结果的因素,给出了权因子的组成元素及其计算方法,包括常数、加工残差分布以及与工件边缘的距离,并给出了权因子间影响系数的粗略确定方法。对一组面形数据进行虚拟加工,与常规的X-Y直角坐标系型加工路径相比,面形均方根收敛率从0.36提高到0.62,其它各项数值的表现也均优于常规方法。最后,对算法中的一些问题做了简要的说明和讨论。这种规划方法原理简单,效果显著,满足实际使用要求。

关键词：非球面加工离轴非球面抛光路径自适应规划算法

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离轴非球面最接近球面半径及非球面度的求解

光电工程 2000年第3期27卷 16-19页

作者：王权陡余景池张学军张忠玉中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室吉林长春130022

应用 Mathcad7.0按照非球面度均方根值达到极小为准则 ,以实例阐述离轴非球面非球面度及最接近球面半径的求解方法。该方法具有较为普遍的意义 ,适合于任意次、同轴或离轴非球面的最接近球面半径的求解。

关键词：离轴非球面非球面度最接近球面

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离轴非球面的条纹反射检测技术

光电工程 2018年第7期45卷 29-36页

作者：赵文川周敏刘海涛肖向海宋伟红中国科学院光电技术研究所先进光学研制中心四川成都610209

条纹反射测量技术具有动态范围大、灵敏度高的特点,通过高精度的系统标定可以获得很高的测量精度。本文研究将条纹反射测量技术应用于离轴非球面反射镜粗抛光阶段的面形检测,使用激光跟踪仪建立检测系统坐标系,然后将相机和显示屏的实... 详细信息

条纹反射测量技术具有动态范围大、灵敏度高的特点,通过高精度的系统标定可以获得很高的测量精度。本文研究将条纹反射测量技术应用于离轴非球面反射镜粗抛光阶段的面形检测,使用激光跟踪仪建立检测系统坐标系,然后将相机和显示屏的实测标定数据代入坐标系并在Zemax软件中建立测量装置的理想模型,通过光线追迹得到理想的屏幕像素点位置,采用相移技术可以得到实测时屏幕像素点位置,从而计算得到被测镜面形的斜率误差,最后积分得到检测结果。文中采用该方法对一块SiC离轴非球面镜进行了实测,并与三坐标测量机的结果进行对比,验证了方法的可行性,可用于指导离轴非球面镜粗抛光阶段的加工。

关键词：光学面形检测离轴非球面条纹反射测量技术光线追迹

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离轴非球面三坐标检测技术

光学技术 2014年第4期40卷 339-344页

作者：陈曦郭培基王建明仇谷烽苏州大学现代光学技术研究所江苏苏州215000

提出了一种使用三坐标测量机(CMM)测量底面为圆形、矩形、跑道形离轴非球面面形误差的方法。针对离轴非球面的外形特征设计工件坐标系,规划工件坐标系定位点;利用CMM对离轴非球面进行点触发式自动测量,得到被测面点云坐标数据;建立离轴... 详细信息

提出了一种使用三坐标测量机(CMM)测量底面为圆形、矩形、跑道形离轴非球面面形误差的方法。针对离轴非球面的外形特征设计工件坐标系,规划工件坐标系定位点;利用CMM对离轴非球面进行点触发式自动测量,得到被测面点云坐标数据;建立离轴非球面数据处理模型,得出了面形误差。模拟分析表明,该测试方法和误差处理模型是正确的,并用该检测技术完成了离轴非球面粗抛光阶段的加工。

关键词：离轴非球面三坐标测量仪工件坐标系

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离轴非球面零位补偿检验的非线性畸变校正

应用光学 2019年第4期40卷 638-643页

作者：厉宏兰袁吕军徐节速李倩康燕中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室(南京天文光学技术研究所) 南京210042 中国科学院大学北京100049

在大口径、快焦比非球面的补偿检验中,入射光线在短距离内发生大角度急剧折转,导致干涉仪面形检验结果图像产生非线性畸变,严重影响了数控小磨盘抛光的位置精度和误差去除效率。为了校正离轴非球面在补偿检验中产生的图像畸变,提出了一... 详细信息

在大口径、快焦比非球面的补偿检验中,入射光线在短距离内发生大角度急剧折转,导致干涉仪面形检验结果图像产生非线性畸变,严重影响了数控小磨盘抛光的位置精度和误差去除效率。为了校正离轴非球面在补偿检验中产生的图像畸变,提出了一种校正非线性畸变图像的方法,通过同心环带法确定畸变中心位置并利用光线追迹建立被检镜到干涉图的映射关系。针对某一光学系统的520 mm×250 mm的离轴抛物面主镜进行了畸变图像的校正,校正结果面形与工件面形的位置偏差降到1 mm以下,满足小磨盘抛光的工作要求。

关键词：非线性光学畸变校正光线追迹离轴非球面零位补偿检验