本文關(guān)鍵詞：非球面接觸式輪廓儀三維測量研究

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【摘要】：隨著光學(xué)技術(shù)的發(fā)展,非球面已滿足人們對光學(xué)系統(tǒng)提出的許多新要求。如增加系統(tǒng)的相對孔徑,擴(kuò)大視場角,改善光照均勻性,簡化結(jié)構(gòu)和提高成像質(zhì)量等。人們對非球面要求不斷提高的同時,對檢測技術(shù)也提出了新的要求。在非球面加工的研磨和粗磨階段,因?yàn)殓R面未拋亮,粗糙度大,所以反射效率低,干涉法無法得到理想的波前。而輪廓儀對鏡面粗糙度沒有很高的要求,并且無需補(bǔ)償器件即可直接測量表面矢高數(shù)據(jù),可靠性強(qiáng)。因而輪廓儀在非球面研磨和拋光前期得到廣泛應(yīng)用。目前,輪廓儀在非球面檢測中的主要誤差來源是球頭接觸誤差。矯正的一般方法是通過已知的方程計(jì)算法線方向,但這種方法限制了測量的準(zhǔn)確度。因此本文提出了一種準(zhǔn)確計(jì)算接觸角的四點(diǎn)共球補(bǔ)償方法,該方法無需提供理論面形方程即可精確修正測量數(shù)據(jù)。本文首先闡述并建立了四點(diǎn)共球數(shù)學(xué)模型,并詳細(xì)分析了模型在不同面型下的數(shù)學(xué)運(yùn)算方法,并給出模型在不同采樣路徑下的數(shù)據(jù)處理過程;根據(jù)誤差來源,分析了誤差成因及其影響,通過MATLAB模擬計(jì)算可知,采樣密度越密或測頭半徑越小,獲得的精度越高;當(dāng)待測面越接近球面或平面,精度越高;然后基于MATLAB編程,驗(yàn)證去傾斜算法的可行性。最后模擬偏心帶來的誤差形式并給出數(shù)據(jù)處理中的運(yùn)算流程。四點(diǎn)共球法具有明顯的精度優(yōu)勢,能夠有效提高大相對孔徑元件測量精度。
【關(guān)鍵詞】：非球面 輪廓儀 四點(diǎn)共球 接觸式檢測
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH741
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-17
• 1.1 課題研究背景和研究意義8-10
• 1.2 非球面檢測技術(shù)概述10-13
• 1.2.1 非球面方程10-11
• 1.2.2 非球面檢測技術(shù)11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 測頭半徑補(bǔ)償模型17-26
• 2.1 常見的測頭半徑補(bǔ)償模型17-19
• 2.1.1 微平面法17-18
• 2.1.2 三角網(wǎng)格法18
• 2.1.3 三點(diǎn)共圓18-19
• 2.2 四點(diǎn)共球基本原理19-22
• 2.2.1 凹面20
• 2.2.2 凸面20-21
• 2.2.3 平面21-22
• 2.3 采樣方式與路徑22-23
• 2.4 補(bǔ)償過程23-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 四點(diǎn)共球模型誤差分析26-36
• 3.1 四點(diǎn)共球模型誤差概述26-27
• 3.2“井”式采樣路徑下誤差分析27-31
• 3.2.1 采樣間距對誤差影響27-28
• 3.2.2 非球面曲率半徑R0、k值對誤差影響28-31
• 3.3“蝴蝶結(jié)”式采樣路徑下誤差分析31-33
• 3.3.1 采樣間距、非球面曲率半徑R0、k值對誤差影響31-33
• 3.4 兩種采樣路徑所需時間33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 模擬消除誤差36-43
• 4.1 去傾斜36-40
• 4.2 偏心40-41
• 4.3 模擬消除誤差流程圖41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 第五章 總結(jié)與展望43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表的論文及參加的學(xué)術(shù)會議47-48
• 致謝48-50

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：866085