非球面光學鏡片應用在光學系統(tǒng)中可以有效改善成像質(zhì)量,減少系統(tǒng)中光學鏡片的數(shù)量,使其體積減小、結(jié)構(gòu)簡化、重量減輕,因此被廣泛地應用于航空航天、光學儀器等領(lǐng)域。關(guān)于非球面鏡片的加工,當前最常見的是計算機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,可以較好地修正光學表面面形誤差、減小邊緣效應的影響。但該技術(shù)存在加工時間長、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)中的駐留時間算法、拋光軌跡規(guī)劃方法進行了優(yōu)化。首先對磨頭拋光材料去除函數(shù)進行建模及分析�；赑reston方程并運用矢量分析法對輪式拋光磨頭材料去除函數(shù)進行建模,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)束徑小（可有效減少邊緣效應）、加工過程穩(wěn)定的優(yōu)點。然后,基于輪式拋光磨頭的去除函數(shù)對駐留時間求解算法進行優(yōu)化。駐留時間求解是拋光中修正光學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際物理意義,將駐留時間的求解過程由反卷積求解方式轉(zhuǎn)化為矩陣方程求解。同時引入α正則化因... 

【文章來源】：福州大學福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

麥哲倫望遠鏡

計制造出國內(nèi)第一臺數(shù)字控制非球面光學加工中心ＦＳＧＪ－１，并從此后相繼研制??了?ＦＳＧＪ－２、ＦＳＧＪ－２Ａ以及ＦＳＧＪ－３等一系列光學數(shù)控加工中心，這些成果標志著??我國的ＣＣＯＳ加工技術(shù)已經(jīng)邁入實質(zhì)應用階段［２（Ｗ３］。如圖１－２所示為ＦＳＧＪ系列??ＣＣＯＳ加工設備：??ｍｍ??Ｍｍ??圖１－２?ＦＳＧＪ系列光學數(shù)控加工中心??１．２．２應力盤拋光技術(shù)??應力盤拋光技術(shù)的提出可以看做是對ＣＣＯＳ技術(shù)的補充和發(fā)展，為了克服??ＣＣＯＳ技術(shù)中剛性拋光盤與光學鏡片表面不貼合的缺點，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行主動控制的方法，從而使磨盤??形狀可以很好的貼合光學鏡片的表面輪廓［２４，２５］。??其原理可描述為：在應力盤拋光加工過程中，計算機向驅(qū)動器（安裝在應力??盤上）發(fā)送拋光盤相對光學鏡片的位置、方向指令，在接收指令后驅(qū)動器改變拋??光盤邊緣力矩的強度，從而使應力盤在加工過程中始終保持與光學鏡片表面面形??相匹配。如圖１－３所示為應力盤拋光加工圖：??４??

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


本文編號：3112818