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使用激光跟踪仪测量研磨阶段离轴非球面面形 被引量:16
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作者 李杰 伍凡 +2 位作者 吴时彬 匡龙 林常青 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期108-112,共5页
为满足离轴非球面镜在光学检验前的面形检测需求,对使用激光跟踪仪测量离轴非球面的方法进行了研究。详细介绍了使用激光跟踪仪测量离轴非球面的检测步骤及数据处理方法。使用激光跟踪仪对一处于研磨阶段的口径为150mm,顶点曲率半径为12... 为满足离轴非球面镜在光学检验前的面形检测需求,对使用激光跟踪仪测量离轴非球面的方法进行了研究。详细介绍了使用激光跟踪仪测量离轴非球面的检测步骤及数据处理方法。使用激光跟踪仪对一处于研磨阶段的口径为150mm,顶点曲率半径为1200mm,离轴量为240mm的离轴抛物面镜进行了测量,进行了测量不确定度分析并与三坐标测量机的测量结果进行了比对。结果显示激光跟踪仪与三坐标测量机的面形测量峰-谷值一致性优于1μm。分析及实验结果表明此检测方法简单易行,灵活通用,适用于离轴非球面抛光前的面形检测。 展开更多
关键词 测量 面形检测 离轴非球面 激光跟踪仪 研磨
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光学非球面二次曲面常数及顶点曲率的研究 被引量:10
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作者 程灏波 王英伟 +2 位作者 冯之敬 冯志伟 张锐 《光学技术》 EI CAS CSCD 2004年第3期311-313,317,共4页
受光学非球面制造过程中诸工艺参数的影响,能否保证非球面顶点曲率及二次曲面常数的精度是一个重要问题。基于二次曲面方程,推导出确定光学非球面二次曲面常数k以及顶点曲率半径r的一组算法,并在对一块口径为760mm×200mm标准非球... 受光学非球面制造过程中诸工艺参数的影响,能否保证非球面顶点曲率及二次曲面常数的精度是一个重要问题。基于二次曲面方程,推导出确定光学非球面二次曲面常数k以及顶点曲率半径r的一组算法,并在对一块口径为760mm×200mm标准非球面反射镜的实际测算中进行拟合,经过优化,拟合精度达到Δk=0.015,Δr=0.341mm,从而有效的控制了光学非球面制造过程中的顶点曲率及二次曲面常数的偏差。 展开更多
关键词 离轴非球面 二次曲线常数 顶点曲率
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离轴非球面数控抛光路径的自适应规划 被引量:10
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作者 邓伟杰 郑立功 +2 位作者 史亚莉 王孝坤 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期65-71,共7页
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... 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。 展开更多
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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离轴二次曲面面型参数测量归算方法的研究 被引量:5
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作者 周洋 李新南 《天文研究与技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期307-311,共5页
为了在制造过程中保证离轴非球面的光学特性,需要对其主要的面型参数进行严格控制,除了常规形式的顶点曲率半径和非球面系数外,还需要控制镜面的离轴量和离轴角。本文基于普通的二次曲面方程,推导了在新坐标系下的二次曲面表达式,并在... 为了在制造过程中保证离轴非球面的光学特性,需要对其主要的面型参数进行严格控制,除了常规形式的顶点曲率半径和非球面系数外,还需要控制镜面的离轴量和离轴角。本文基于普通的二次曲面方程,推导了在新坐标系下的二次曲面表达式,并在这个坐标系下,利用Powell共轭方向法求取镜面的顶点曲率半径、二次曲面系数、离轴量和离轴角。通过对抛物面和双曲面两种形式不同外形的镜面数据的计算,拟合的RMS值可以达到10nm的精度,从而表明该测量计算方法可以有效地控制离轴面加工时的参数误差。 展开更多
关键词 光学测量 离轴非球面 顶点曲率半径 二次曲面系数 离轴量 离轴角 Powell共轭方向法
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大口径方形离轴非球面的非球面度计算与应用研究 被引量:4
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作者 鄢定尧 刘民才 +3 位作者 刘义彬 刘夏来 李瑞洁 杨李茗 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期595-598,共4页
采用不同的数值计算方法求解了大口径(340mm×340mm)方形离轴非球面的最接近球面曲率半径和非球面度,得出了各种不同的磨削量及其对应的分布结构。对不同的最接近球面及非球面度所适用的加工工艺和检测方法进行了分析和评价。这对... 采用不同的数值计算方法求解了大口径(340mm×340mm)方形离轴非球面的最接近球面曲率半径和非球面度,得出了各种不同的磨削量及其对应的分布结构。对不同的最接近球面及非球面度所适用的加工工艺和检测方法进行了分析和评价。这对离轴非球面的加工和检测具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 离轴非球面 非球面度 加工 检测
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离轴抛物面镜复合抛光技术研究
6
作者 朱德清 李扬 +1 位作者 房建国 赵宏鑫 《航空精密制造技术》 2023年第2期9-12,共4页
在以机器人控制小工具抛光及离子束抛光为核心的复合加工及检测技术中,首先使用机器人柔性气囊抛光工具及金属磨盘对非球面镜面进行快速研磨及抛亮,随后采用沥青磨盘对中频误差进行匀滑加工,最终使用离子束抛光技术将非球面面形修形到... 在以机器人控制小工具抛光及离子束抛光为核心的复合加工及检测技术中,首先使用机器人柔性气囊抛光工具及金属磨盘对非球面镜面进行快速研磨及抛亮,随后采用沥青磨盘对中频误差进行匀滑加工,最终使用离子束抛光技术将非球面面形修形到最终要求。随后采用三坐标测量机来检测研磨及粗抛光阶段的面形误差,精抛光阶段面形误差的检测则采用零位干涉检测技术进行。通过使用上述方法对一口径为408mm的离轴非球面镜的加工与检测,最终使其面形精度达到0.015λ(λ=632.8nm),满足了设计要求。 展开更多
关键词 先进光学制造 机器人 离子束抛光 离轴非球面
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矩形口径离轴非球面镜的加工与检测 被引量:2
7
作者 丁蛟腾 许亮 +2 位作者 马臻 陈钦芳 安有慧 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期607-610,共4页
介绍了240mm×180mm矩形口径离轴双曲面反射镜的加工与检测。提出了一种通过配块把矩形镜拼接成母镜来实现离轴镜加工的方法。完成了最佳比较球面和最大非球面度等工艺参数的计算。抛光阶段的非球面检测采用零位补偿法,其中零位补... 介绍了240mm×180mm矩形口径离轴双曲面反射镜的加工与检测。提出了一种通过配块把矩形镜拼接成母镜来实现离轴镜加工的方法。完成了最佳比较球面和最大非球面度等工艺参数的计算。抛光阶段的非球面检测采用零位补偿法,其中零位补偿器是补偿检验中的关键元件。该离轴双曲面镜的最终面形RMS达到了0.02λ,满足了设计要求。 展开更多
关键词 离轴非球面 拼接 非球面抛光 零位补偿法
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离轴非球面镜子母同体超精密车削加工法 被引量:2
8
作者 张效栋 房丰洲 +1 位作者 魏桂爽 程颖 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第11期1438-1442,共5页
离轴非球面镜是高精度测量和制造装备不可或缺的光学器件。目前其制造技术的难点在于同时实现高效和高形状精度的加工。笔者借助"子母同体"结构设计和超精密车削技术实现高精度离轴非球面镜加工。利用该结构设计,借助非球面... 离轴非球面镜是高精度测量和制造装备不可或缺的光学器件。目前其制造技术的难点在于同时实现高效和高形状精度的加工。笔者借助"子母同体"结构设计和超精密车削技术实现高精度离轴非球面镜加工。利用该结构设计,借助非球面车削加工可实现多个离轴非球面的加工,并从加工路径优化设计和补偿加工技术的研究方面,论述了提高面形精度的方法。实验结果表明:离轴非球面镜的面形精度P-V可在200nm之内,粗糙度Ra约为6nm。 展开更多
关键词 离轴非球面 超精密加工 车削 补偿加工
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Φ380mm薄镜面预应力研磨及检测研究 被引量:1
9
作者 姜自波 陈哲 +2 位作者 刘星涛 焦晓洁 陈坤新 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期160-167,共8页
由于大口径望远镜主镜的拼接子镜为离轴非球面,所以增加了镜面的加工和检测难度。为了进一步提高离轴非球面子镜的加工效率和缩短抛光周期,本文利用预应力加载方法和基于蓝牙传输的接触式二维位移传感器阵列检测方法与相关装置,完成Φ38... 由于大口径望远镜主镜的拼接子镜为离轴非球面,所以增加了镜面的加工和检测难度。为了进一步提高离轴非球面子镜的加工效率和缩短抛光周期,本文利用预应力加载方法和基于蓝牙传输的接触式二维位移传感器阵列检测方法与相关装置,完成Φ380mm口径的离轴非球面子镜的研磨实验。首先介绍预应力镜面加工的原理,接下来介绍Φ380mm微晶玻璃镜面预应力研磨技术的检测方法和加载实验结果,然后介绍预应力研磨的收敛特性,最后利用三坐标测量机和接触式二维位移传感器阵列两种检测方法对研磨镜面的最终面形进行交叉检验。实验结果表明,预应力研磨方法具有可行性和较高的加工效率。 展开更多
关键词 光学制造 预应力研磨 离轴非球面 接触式检测 拼接子镜 蓝牙
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神光Ⅲ强激光光束远场诊断系统光学设计 被引量:17
10
作者 沈为民 吴泉英 薛鸣球 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期964-969,共6页
介绍了神光Ⅲ光束远场诊断系统的基本组成 ,光学系统的工作原理 ,主要论述了光学系统的设计指标、设计思想、设计结果及其像质评价 研究表明 :利用离轴非球面反射镜能很好地实现强激光光束的取样、缩束和衰减 通过切换弯月形离轴非球... 介绍了神光Ⅲ光束远场诊断系统的基本组成 ,光学系统的工作原理 ,主要论述了光学系统的设计指标、设计思想、设计结果及其像质评价 研究表明 :利用离轴非球面反射镜能很好地实现强激光光束的取样、缩束和衰减 通过切换弯月形离轴非球面透镜可分别实现对基频。 展开更多
关键词 强激光束 远场诊断 离轴非球面 光学设计
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基于计算全息的光学自由曲面测量不确定度分析 被引量:15
11
作者 黄亚 马骏 +2 位作者 朱日宏 沈华 高志山 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期156-164,共9页
光学自由曲面元件如离轴非球面等在现代光学系统中起到了越来越重要的作用。计算全息元件(CGH)可产生任意形状的波前,能够很好地应用在光学自由曲面的零位补偿干涉测量中。针对一离轴椭球面为测量样品,以光学计量领域比较成熟的Offner... 光学自由曲面元件如离轴非球面等在现代光学系统中起到了越来越重要的作用。计算全息元件(CGH)可产生任意形状的波前,能够很好地应用在光学自由曲面的零位补偿干涉测量中。针对一离轴椭球面为测量样品,以光学计量领域比较成熟的Offner补偿器法,测量离轴非球面母镜的面形偏差,进而获得离轴椭球面的面形偏差;再将离轴椭球面通过旋转平移,作为自由曲面元件,在平面基板上设计CGH对其进行零位补偿测量,研究零位补偿CGH的误差传递数据。通过主要原理误差分析与计算,在光学熔石英平面基底上制作零位补偿CGH,测量不确定度达到λ/10[峰谷(PV)值,λ=0.6328μm],满足光学自由曲面元件的高精度检测要求。 展开更多
关键词 测量 计算全息 光学自由曲面 离轴非球面 offner补偿器
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大偏离量非球面最接近球面的确定方法 被引量:5
12
作者 程灏波 王英伟 冯之敬 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1040-1042,1046,共4页
能否在元件铣磨成形阶段制造出与要求非球面元件最为接近的球面是确保实现对大口径离轴非球面元件快速制造的关键一步。该文研究在同轴圆形非球面元件最接近球面半径确定方法的基础上,建立了离轴非球面元件坐标系与机床加工坐标系之间... 能否在元件铣磨成形阶段制造出与要求非球面元件最为接近的球面是确保实现对大口径离轴非球面元件快速制造的关键一步。该文研究在同轴圆形非球面元件最接近球面半径确定方法的基础上,建立了离轴非球面元件坐标系与机床加工坐标系之间的变换矩阵,并以非球面与比较球面之间残余矢高作为评判参量,分别构建了材料去除量为正准则和材料去除余量最小准则的判断方法。最后以一块770mm×220mm的矩形离轴非球面反射镜为实例进行了模拟分析,确定了其最接近球面半径,通过实验发现加工去除余量大大减少,提高了制造效率,缩短了周期。 展开更多
关键词 制造工艺 离轴非球面镜 最接近球面 坐标旋转
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三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的数据处理 被引量:7
13
作者 王建明 郭培基 仇谷烽 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期291-296,共6页
为了研究三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的数据处理,介绍了三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的原理,对除三坐标测量仪自身误差之外的误差进行了详细的分析,在此基础上建立了校正这些误差的离轴非球面数据处理模型。使用Matlab与C语言混... 为了研究三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的数据处理,介绍了三坐标轮廓测量仪测量离轴非球面的原理,对除三坐标测量仪自身误差之外的误差进行了详细的分析,在此基础上建立了校正这些误差的离轴非球面数据处理模型。使用Matlab与C语言混合编程,并进行了数据模拟,对实际离轴非球面进行了测量。在对离轴非球面数据进行模拟时,面形误差PV值小于0.001μm;实际应用时,面形误差PV值约为0.245μm,利用数据处理模型得到的面形误差PV值为1.2μm,达到了三坐标轮廓测量仪本身的测量精度。结果表明,所建立的数据处理模型和处理软件是正确的。 展开更多
关键词 光学测量 离轴非球面 三坐标测量仪 测量精度
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离轴非球面的条纹反射检测技术 被引量:6
14
作者 赵文川 周敏 +2 位作者 刘海涛 肖向海 宋伟红 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第7期29-36,共8页
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... 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。 展开更多
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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一种实现离轴非球面反射镜离轴量和离轴角精确测量的方法 被引量:4
15
作者 张学敏 魏儒义 +3 位作者 于涛 侯晓华 段嘉友 李华 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期267-271,共5页
离轴三反系统的装调主要采用初始定位与计算机辅助装调相结合的方法,实际加工过程中由于检测手段的限制,使得离轴量以及离轴角的控制精度较低,根据加工提供的离轴量参数并以其背部平面为基准进行反射镜初始定位会引入较大的初始像差,用... 离轴三反系统的装调主要采用初始定位与计算机辅助装调相结合的方法,实际加工过程中由于检测手段的限制,使得离轴量以及离轴角的控制精度较低,根据加工提供的离轴量参数并以其背部平面为基准进行反射镜初始定位会引入较大的初始像差,用计算机辅助装调无法收敛。基于自准直原理,进行反射光路分析,得出离轴反射镜位置与反射像位置的数学关系,并基于以上数学关系提出一种可精确测量离轴反射镜离轴量以及离轴角的系统,该系统包括高精度90°直角弯板、高精度直线导轨、中心定位特种工装、内调焦望远镜以及测微光管,其测量离轴量以及离轴角的精度分别为±0.05mm和±10″。 展开更多
关键词 遥感 离轴非球面反射镜 离轴量 离轴角 中心定位特种工装
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基于数控加工高次离轴非球面反射镜的刀具轨迹规划研究 被引量:5
16
作者 朱永翔 郭培基 陈曦 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期718-723,共6页
研究了五轴机床铣磨高次离轴非球面技术,分析了B-C双转台五轴机床的运动学原理,得到了刀轴矢量与B、C轴转角的数学映射,建立了刀具轨迹算法模型。针对高陡度高次离轴非球面矢高变化率太大等问题,对其进行坐标系变换使其近轴端和远轴端等... 研究了五轴机床铣磨高次离轴非球面技术,分析了B-C双转台五轴机床的运动学原理,得到了刀轴矢量与B、C轴转角的数学映射,建立了刀具轨迹算法模型。针对高陡度高次离轴非球面矢高变化率太大等问题,对其进行坐标系变换使其近轴端和远轴端等高,将离轴非球面由母镜坐标系位置转化到子镜坐标系位置,坐标变换后高次离轴非球面在子镜坐标系下的方程求解困难,提出一种新的求解旋转后高次离轴非球面坐标的方法,最后通过Matlab仿真和实例分析,利用五轴机床加工等高处理的高次离轴非球面,经三坐标测量仪测量,结果为面型PV值5.92μm,RMS值为0.893μm,验证了刀具轨迹算法和坐标变换算法的正确性。 展开更多
关键词 光学加工 五轴机床 高次离轴非球面 坐标变换 数控加工
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空气垂直温度梯度对长焦镜面检测精度的影响分析 被引量:5
17
作者 姜自波 李新南 季波 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期134-139,共6页
介绍了光学追迹计算中采用的空气折射率公式,分析了在水平和垂直两种检测情形下,不同曲率半径球面反射镜因空气温度分层导致的像质变化。对Φ1.5 m、离轴量为12 m近抛物面拼接子镜在水平和垂直状态检验时受温度梯度影响情况进行了计算... 介绍了光学追迹计算中采用的空气折射率公式,分析了在水平和垂直两种检测情形下,不同曲率半径球面反射镜因空气温度分层导致的像质变化。对Φ1.5 m、离轴量为12 m近抛物面拼接子镜在水平和垂直状态检验时受温度梯度影响情况进行了计算和分析。最后在上述两种状态下仿真计算了温度梯度分布对Φ4 m,焦比f/2的大口径抛物面反射镜的影响情况。结果显示,一般来说水平检验光路像质变化远大于垂直检验,其中大口径快焦比的抛物面镜垂直检测空气温度分层因素的影响结果也需考虑和控制。 展开更多
关键词 测量 温度梯度 空气折射率 光学检测 离轴非球面镜
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离轴非球面零位补偿检验的三坐标装调技术 被引量:4
18
作者 李俊峰 宣斌 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2013年第11期1073-1079,共7页
在离轴非球面的零位补偿检验中,为了高精度地检测非球面参数,提出了应用三坐标测量的方法定位零位补偿检验检测光路。建立了应用三坐标测量装调零位补偿检验检测光路的物理模型,计算机求解被检镜的空间方位失调量,实现检测系统的辅助装... 在离轴非球面的零位补偿检验中,为了高精度地检测非球面参数,提出了应用三坐标测量的方法定位零位补偿检验检测光路。建立了应用三坐标测量装调零位补偿检验检测光路的物理模型,计算机求解被检镜的空间方位失调量,实现检测系统的辅助装调。以1个200 mm×100 mm矩形离轴非球面反射镜为例,进行了方法介绍和精度分析。该种方法采用统一坐标系下的绝对测量,唯一定位被检非球面的空间位置,避免位置耦合现象;应用三坐标测量被检非球面的离轴量、补偿器与被检镜之间的光学间隔的精度分别为0.036 mm和0.025 mm,其公差要求分别为±0.25 mm和±0.3 mm。因此,在1 m左右腔长的检测中,可以实现高于被检参数误差1个数量级的高精度检测,为获得正确的离轴非球面加工与检验提供了可靠的技术保障。 展开更多
关键词 离轴非球面 零位补偿检验 三坐标测量 装调
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大口径离轴非球面离心力误差修正的车削方法
19
作者 宋鹏 白杨 +4 位作者 杨超 李闯 薛常喜 丁佳雯 郭杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期267-275,共9页
大口径离轴非球面反射镜进行高精度车削过程中,由离心力引起的微米级面形误差变得尤为重要。为了减小离轴非球面反射镜在车削过程中受离心力变形而引起的面形误差,对离轴非球面铝合金反射镜开展了单点金刚石车削工艺研究。通过分析离心... 大口径离轴非球面反射镜进行高精度车削过程中,由离心力引起的微米级面形误差变得尤为重要。为了减小离轴非球面反射镜在车削过程中受离心力变形而引起的面形误差,对离轴非球面铝合金反射镜开展了单点金刚石车削工艺研究。通过分析离心力产生机理,构建了抑制离心力坐标变换加工模型;利用有限元仿真的方法优化了坐标变换的平移位移和旋转角度,最后基于优化结果对口径320 mm的RSA6061铝合金离轴非球面反射镜进行车削实验,获得了面形精度为RMS 0.198λ(λ=632.8 nm)的离轴非球面铝合金反射镜,验证了该优化加工方法的有效性。上述优化方式能够显著提高单点金刚石车削加工大口径离轴非球面反射镜的加工精度。 展开更多
关键词 光学制造 离轴非球面 离心力误差 金刚石车削
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离轴非球面三坐标检测技术 被引量:4
20
作者 陈曦 郭培基 +1 位作者 王建明 仇谷烽 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期339-344,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 离轴非球面 三坐标测量仪 工件坐标系
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