非球面光學(xué)鏡片應(yīng)用在光學(xué)系統(tǒng)中可以有效改善成像質(zhì)量,減少系統(tǒng)中光學(xué)鏡片的數(shù)量,使其體積減小、結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕,因此被廣泛地應(yīng)用于航空航天、光學(xué)儀器等領(lǐng)域。關(guān)于非球面鏡片的加工,當(dāng)前最常見的是計(jì)算機(jī)控制小磨頭拋光技術(shù),其中輪式磨頭拋光技術(shù)因其材料去除函數(shù)束徑較小、輪廓趨于高斯分布且穩(wěn)定性較高等特點(diǎn),可以較好地修正光學(xué)表面面形誤差、減小邊緣效應(yīng)的影響。但該技術(shù)存在加工時(shí)間長、加工精度有待提高等問題。為此,本文針對該磨頭拋光技術(shù)中的駐留時(shí)間算法、拋光軌跡規(guī)劃方法進(jìn)行了優(yōu)化。首先對磨頭拋光材料去除函數(shù)進(jìn)行建模及分析。基于Preston方程并運(yùn)用矢量分析法對輪式拋光磨頭材料去除函數(shù)進(jìn)行建模,得出在轉(zhuǎn)速比大于0.1的情況下生成的去除函數(shù)輪廓滿足類高斯分布,且輪式拋光磨頭由于其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢相較于傳統(tǒng)的盤式拋光磨頭具有去除函數(shù)束徑�。ǹ捎行p少邊緣效應(yīng)）、加工過程穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。然后,基于輪式拋光磨頭的去除函數(shù)對駐留時(shí)間求解算法進(jìn)行優(yōu)化。駐留時(shí)間求解是拋光中修正光學(xué)鏡片表面面形誤差的關(guān)鍵問題之一,根據(jù)小磨頭拋光過程的實(shí)際物理意義,將駐留時(shí)間的求解過程由反卷積求解方式轉(zhuǎn)化為矩陣方程求解。同時(shí)引入α正則化因... 

【文章來源】：福州大學(xué)福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

麥哲倫望遠(yuǎn)鏡

計(jì)制造出國內(nèi)第一臺(tái)數(shù)字控制非球面光學(xué)加工中心ＦＳＧＪ－１，并從此后相繼研制??了?ＦＳＧＪ－２、ＦＳＧＪ－２Ａ以及ＦＳＧＪ－３等一系列光學(xué)數(shù)控加工中心，這些成果標(biāo)志著??我國的ＣＣＯＳ加工技術(shù)已經(jīng)邁入實(shí)質(zhì)應(yīng)用階段［２（Ｗ３］。如圖１－２所示為ＦＳＧＪ系列??ＣＣＯＳ加工設(shè)備：??ｍｍ??Ｍｍ??圖１－２?ＦＳＧＪ系列光學(xué)數(shù)控加工中心??１．２．２應(yīng)力盤拋光技術(shù)??應(yīng)力盤拋光技術(shù)的提出可以看做是對ＣＣＯＳ技術(shù)的補(bǔ)充和發(fā)展，為了克服??ＣＣＯＳ技術(shù)中剛性拋光盤與光學(xué)鏡片表面不貼合的缺點(diǎn)，在１９８４年，Ａｎｇｌｅｓ等??人發(fā)明了一種可在加工過程中對磨盤的變形量進(jìn)行主動(dòng)控制的方法，從而使磨盤??形狀可以很好的貼合光學(xué)鏡片的表面輪廓［２４，２５］。??其原理可描述為：在應(yīng)力盤拋光加工過程中，計(jì)算機(jī)向驅(qū)動(dòng)器（安裝在應(yīng)力??盤上）發(fā)送拋光盤相對光學(xué)鏡片的位置、方向指令，在接收指令后驅(qū)動(dòng)器改變拋??光盤邊緣力矩的強(qiáng)度，從而使應(yīng)力盤在加工過程中始終保持與光學(xué)鏡片表面面形??相匹配。如圖１－３所示為應(yīng)力盤拋光加工圖：??４??

國亞利桑那大學(xué)斯蒂瓦天文臺(tái)大鏡實(shí)驗(yàn)室Ｍａｒｔｉｎ等通過應(yīng)力盤拋功加工了一系列的滿足不同要求的光學(xué)鏡片，通過對一大型雙目望遠(yuǎn)口徑為８．４米）進(jìn)行加工后，得到了面形精度為ＲＭＳ１５ｎｍ的有效表在國內(nèi)，南京天文臺(tái)，成都光電研究所以及長春光機(jī)所等多家單位也徑非球面加工應(yīng)力盤加工技術(shù)的相關(guān)研究，他們的加工方法與創(chuàng)始人天文臺(tái)Ｚｈｅｎｇ等對于應(yīng)力盤拋光技術(shù)中形狀控制策略進(jìn)行了系統(tǒng)的討應(yīng)力盤拋光裝置，完成對口徑為９１０＿、Ｆ／２．０的拋物面的加工，得物面的面形精度ＲＭＳ＜２２ｎｍ［２７］。在２００６年成都光電所針對應(yīng)力盤面非線性問題，提出了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來解決的辦法。同時(shí)采用應(yīng)力制造一塊口徑１３００ｍｍｆ／２的拋物面，取得了較好的效果。??氣囊拋光技術(shù)??２０世紀(jì)９０年代，英國ＺＥＥＫＯ公司和倫敦光學(xué)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合提出了氣術(shù)，并成功應(yīng)用于非球面拋光加工中［２８］。圖１－４所示為英國ＺＥＥＫＯ


本文編號(hào)：3112818