一、非球面光学元件的制造技术(英文)（论文文献综述）
贾豪杰[1]（2021）在《3C玻璃面板热弯成形技术研究及其能耗分析》文中研究表明随着科技的进步以及3C产业的发展,非球面光学透镜因其优良的性能而广泛受到关注,同时光学元件的制造技术也发展迅速。近年来,玻璃模压成形工艺（GMP）作为传统玻璃制造技术的替代工艺,具有加工效率高、成形精度好、低成本、无污染等优点。但是,模压成形技术仍然存着许多亟待解决的难题阻碍了此项技术的进一步普及。如产品成形应力过大、透镜最终轮廓存在偏差以及能量消耗大等问题。因此,对玻璃元件制造技术的研究及其能耗分析有着重要的理论和实际意义。为了探讨玻璃成形后的残余应力以及形状偏差,本文通过对玻璃材料的粘弹性模型和随温度变化的松弛现象进行分析建立了多工位模压成形有限元数值仿真模型。再基于模压工艺的试验过程利用MSC.Marc软件对模型添加载荷及边界条件,以实现对玻璃透镜加工过程的残余应力及形状偏差的可视化分析,进而研究模压成形过程中各阶段工艺参数对成形质量（残余应力、形状偏差）的影响。为了研究指纹锁在GMP加工过程中工艺参数对成形质量的影响,分别选取加热速率、冷却速率以及模压温度为变量进模拟仿真实验,探讨模压温度、加热速率、冷却速率等工艺参数对玻璃元件残余应力以及形状偏差的影响。结果表明,当成形温度为670°C时,残余应力和形状偏差较小,考虑残余应力和温差分布的共同结果,在成形温度控制在670℃,且加热速率为2.0°C/s,冷却速率为0.5°C/s时,残余应力较小。当加热速率为2.0°C/s,冷却速率为0.75°C/s时,成形玻璃表面形状偏差较小。结合仿真结果,利用3D高精度扫描仪进行激光扫描以测量玻璃面板表面误差,由实验可知,在GMP过程中,指纹锁玻璃面板表面最大误差出现在中间部位。这是因为在退火冷却过程中,产品边缘靠近模具两侧,中间部分收缩低于边缘,导致产品中部表面贴合误差较大,但最大误差小于0.05 mm,进一步验证了仿真模型的正确性。为了研究3D手机盖板模压成形工艺的高能耗问题,本文根据实验过程中的热传递现象建立加热板-导热板-模具的传热模型,通过实验分析了每片玻璃生产过程中的工艺能耗、良品率以及碳排放量等参数。实验表明,在实际加工过程中,可以通过改变工艺参数来降低能耗,通过两组实验可知改变工艺参数后CO2的排放量从1313.87减少到1127.97g/pcs,相应减少14.15%,这对于实现模压工艺的绿色制造及可持续性发展具有指导意义。本文随后介绍了制造高精度玻璃面板的模压工艺设备为多工位模压机床,其中压力系统和恒温控制装置是为机床提供压力和监测温度变化的设备,选用亚德客TCL20x175s型号三轴气缸为压力控制装置,温度传感器选用的是山武c15tv0ta0300,能够符合加工生产要求。其次,利用QPSO-BPNN多目标优化算法基于工艺能耗和良品率进行算法优化,得到了能耗和良品率的平均相对误差,并显示了实验和预测数据之间的差异低于5%（大约2.72%）,验证了QPSO-BPNN能够通过双目标优化获得较高的预测精度,并验证了优化后的工艺参数组合是可靠和准确的。最后分别从玻璃材料、有限元数值仿真以及模具制造创新性等方面对未来的发展进行了展望。
张颖[2]（2021）在《基于树脂复制法的高精度光学表面制造技术研究》文中进行了进一步梳理高精度高稳定性的光学反射镜是光学系统的核心部件之一。随着光学工程与技术的发展,人们要求反射镜的光学加工周期更短、成本更低、性能更好、镜坯材料的选择更多元化。传统的光学加工方法包括研磨、粗抛光、精抛光等步骤,具有以下局限性:1.加工周期和镜面面积正相关。2.可使用的镜坯材料受加工工艺限制,很多材料需要额外的工艺与传统光学加工兼容。常用的镜坯材料包括玻璃、碳化硅、铍、铝合金、钛合金等。碳化硅自身硬度较高,抛光效率低,反应烧结碳化硅材料存在碳化硅和硅两相的问题,不容易获得超光滑表面。一般通过表面硅改性或者碳化硅改性的方法以改善抛光性能。铍、铝合金、钛合金等镜坯材料容易出现抛光划痕、缺陷等问题,一般要在表面额外镀镍磷合金后再抛光。3.加工难度与光学表面的形状相关性极强。例如加工平面、圆形反射镜相对较容易,但对于诸如多边形、离轴非球面等复杂曲面,加工难度大大提升。针对以上问题,树脂复制法是一种良好的解决方案。该方法利用环氧树脂粘接高精度的母模和粗加工的镜坯,然后将环氧树脂、镜坯一起与母模脱离,环氧树脂将母模良好的光学面形和光滑的表面复制于镜坯表面,实现光学反射镜的快速制备。然而,树脂复制法受热应力、树脂固化应力等多因素影响,一般只能在较小口径内满足光学系统要求,进一步扩大口径会有面形精度降低等问题。本文首先系统性地开展了树脂复制方法研究。仿真分析了树脂复制过程,首次提出了母模优化设计的方法,为获得高精度复制面形提供了理论指导。利用磁控溅射真空镀膜方法,选取了合适的膜层材料,通过优化一系列工艺参数,成功制备了晶格匹配、膜厚均匀、具备面形精修能力且有效避免印透的纳米多层膜。开展了合模压力、固化温度、无机填料、去应力工艺、脱模工艺等一系列优化研究,大幅提升了复制面形精度。在超过Φ100mm口径的反射镜研究中,提出将纳米多层膜与磁流变修形相结合的方法,解决了复制面形精度随口径增加而大幅下降的问题。然后针对空间能动反射镜,特别是能动主镜的需求,在国内首次开展了树脂复制法制备双压电片能动反射镜的研究。仿真优化了镜体结构参数、电极图案等,制备了Φ160mm球面样镜,表征了其性能,通过树脂复制和自校正,面形收敛至RMS=22nm,表面粗糙度Rq=1nm。其次,开展了树脂复制法制备刚性反射镜的研究。分别在5天和10天内快速地实现了Φ180mm抛物面反射镜和Φ500mm平面反射镜的制备,较传统加工方法大幅缩短了周期。两个样镜面形RMS均小于20nm,表面粗糙度Rq等于0.6nm。国内利用复制法制备的光学反射镜尚未有口径大于Φ150 mm的报道。在各种难抛光的镜坯材料或复杂镜体结构情况下,成功由机械加工表面快速收敛至光学或近似光学表面,体现了树脂复制法的优越性。最后,对复制镜的稳定性开展了研究,表征了复制镜在高温、低温、湿热、辐照、化学试剂等各种环境下的面形,验证了本方法制备反射镜的面形稳定性。
伊力奇[3]（2021）在《离轴非球面碳化硅薄板及轻量化反射镜预应力抛光方法研究》文中研究指明离轴非球面反射镜具有提高系统成像质量和降低结构复杂程度等优点,主要采有小磨头、磁流变和应力盘等子孔径加工技术,并能获得优异的低频误差。预应力抛光则是一种为了建造大口径天文望远镜而开发的全口径抛光技术,它能够把抛光离轴非球面的难度降低到抛光球面的水平,在中高频误差抑制方面优势明显,并利于提高加工效率及产品一致性。迄今,全球8m以上口径光学天文望远镜主镜的批量化拼接子镜加工都采用了此项技术,其镜坯材料均为低膨胀玻璃,且镜体不做轻量化处理。碳化硅（SiC）作为一种具有性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、比刚度高等优点的光学反射镜材料,其镜坯的烧结、轻量化、改性等技术业已成熟,单体离轴非球面SiC反射镜在地面设备和空间载荷中已得到广泛应用。为此,本论文围绕如何将大口径天文望远镜拼接子镜的预应力抛光技术移植到SiC反射镜加工中的问题,展开了系统深入的基础性研究工作,旨在为离轴非球面SiC薄板反射镜和轻量化反射镜全口径抛光的具体工程实施提供理论和方法论依据。具体内容包括:1.由预应力抛光中镜体的弹性薄板近似出发,分析了非球面薄板镜预应力抛光以弹性薄板小挠度变形理论为基础建立计算模型的理由。解读和阐述了建立预应力抛光技术理论的物理基础,包括偏离量与球面像差、弯曲薄板与离轴非球面以及相关方程参数的求解方法等内容。针对研究工作中用到的主要力学仿真手段—有限元分析方法的宏观框架进行了梳理,还进行了归纳Zernike多项式系数的求解方法以及Zernike系数与Seidel像差的关系等综合性工作。为论文工作的展开做了专业理论和方法论准备。2.选择微晶材料的离轴非球面薄板反射镜作为实施预应力抛光技术的缩比目标模型,展开了抛光模型建立,离散点应力加载计算,材料去除仿真,面形残差控制,薄板镜面形结果判定等一系列复杂操作方法下的全流程仿真分析工作。借此贯通了预应力抛光理论基础、建模方法及运用多种有限元软件协同仿真技巧,实现了自编Matlab程序和有限元分析软件的快速切换调用。同时,为了设计和开发不同口径离轴非球面预应力加载设备,对粘接模块、加载杠杆、弹性隔垫、支撑模块、支撑立柱、力学传感器、缓冲杆等组件做了力学分析或布局规划,完成了外延式加载和内置式加载等两种加载结构的预应力加载设备概念设计。3.率先研究了以SiC薄板作为镜坯的离轴非球面反射镜预应力抛光仿真流程、镜体设计、预应力加载参数选择以及加工工艺等问题。建立了离轴非球面SiC薄板反射镜预应力加载模型,提出了选择预应力加载点数的倍频法,采用有限元分析法对离轴非球面SiC薄板反射镜的全口径抛光做了仿真分析,确定了SiC薄板反射镜的镜体参数、面形误差和加载预应力,给出了平衡镜体应力和镜面变形关系的选择SiC薄板厚度的综合判据。在制造流程方面,针对SiC材料硬度大、去除率低、面形收敛慢,通过抛光去除单位厚度材料所用时间约为玻璃的5倍,且足以抵消预应力抛光应有优势的问题,首次提出了离轴非球面SiC薄板反射镜预应力快速加工的“初始非球面法”概念,设计了相应的实现步骤,相比于传统的技术路线可以降低去除量,提高抛光效率,为预应力抛光应用于离轴非球面SiC薄板镜加工提供了可借鉴的技术途径。4.首次研究了轻量化SiC镜坯离轴非球面反射镜的预应力抛光技术及快速加工问题。预应力抛光技术的物理基础是弹性薄板小挠度变形理论,然而轻量化反射镜背部是网格化加强筋结构,无法直接采用与薄板镜相同的解析式来求解施加的预应力分布,为此将主动光学概念和方法引入到轻量化反射镜的预应力抛光过程。通过有限元软件在轻量化镜体边缘的促动位置施加单位载荷,提取了镜体对该处的面形响应矩阵,对比轻量化模型促动面形响应矩阵与薄板镜体促动面形响应矩阵,完成了等效薄板模型选择,得到相应加载参数。提出了轻量化反射镜应力加载的等效薄板法,建立了面形去除模型,实现了嵌入式促动变形镜有限元分析与反射镜面形抛光仿真的衔接。还提出了利于提高抛光效率的离轴非球面SiC轻量化反射镜预应力抛光的“迭代初始非球面法”概念,设计了相应的镜坯制造和抛光流程。进而论证了预应力抛光技术应用于离轴非球面轻量化反射镜快速生产的可行性。
钟显云[4]（2020）在《深紫外光刻物镜系统非球面的磁流变精抛技术研究》文中认为深紫外投影光刻机是目前高端半导体集成电路制造的主流设备,其中,光刻物镜系统是光刻机中最精密、最复杂的分系统。随着数值孔径NA的提高,高陡度、大偏离量非球面的数量及制造难度也逐渐增大。积极开展各种实现非球面亚纳米精度、超光滑表面制造的新原理、新工艺、新算法已经成为光学制造亟待解决的问题。其中,Carl Zeiss公司采用的磁流变抛光技术、小磨头平滑技术及离子束抛光技术联合工艺代表了光学制造的最高水平。磁流变抛光技术以其独特的柔性剪切机理,具有极高的面形收敛效率、超光滑表面制造能力以及无亚表面损伤等优点,被认为近二十年最具有创新的技术之一,受到国内外精密光学系统研制单位的青睐。本文以深紫外光刻物镜大偏离量非球面的高效率、高精度、高质量磁流变精抛工艺为背景,以纳米精度、超光滑表面质量制造为目标,以高稳定性磁流变去除函数研究工艺及误差补偿方法为前提,系统性开展纳米精度算法、误差控制与补偿理论,中频误差抑制方法及超光滑加工等关键理论及工艺问题研究。旨在实现高陡度、大偏离量非球面的纳米精度、超光滑表面高效收敛,同时,中频误差指标满足离子束实现亚纳米精度提升的输入条件。研究成果对推动我国下一代深紫外光刻物镜系统的发展具有重要意义及价值。论文的研究工作主要包括以下几个部分内容:（1）对磁流变抛光去除效率及稳定性的影响因素开展实验分析,具体包括加工工艺参数及材料差异变化。结合工艺实验,获取磁流变抛光过程的最优加工参数;对去除函数元件与非球面元件的材料差异而导致去除效率变化开展误差补偿理论分析及实验验证。（2）基于CCOS修形理论阐述磁流变确定性加工流程并开展纳米精度算法及误差补偿理论,对迭代算法及线性矩阵算法流程进行介绍,并基于磁流变小口径束斑提出脉冲迭代修正算法;开展磁流变去除函数偏移量补偿,提高磁流变收敛精度并减小中频误差;对磁流变边缘去除函数稳定性进行分析,基于线性时不变去除函数开展边缘误差后置处理算法;开展磁流变抛光的栅线路径及螺旋线路径速度解算;根据非球面曲面方程建立抛光模头的空间位姿解算模型并开展实验验证。（3）阐述中频误差的评价及抑制理论,对磁流变加工过程中面形收敛的不确定度进行评估,分析影响磁流变抛光系统精度对中频误差变化的因素,包括去除函数束斑的空间频谱响应能力分析;去除函数稳定性对中频误差的影响分析;去除函数偏移量修正对中频误差的影响分析;定位精度误差对中频误差的影响分析;磨头抛光速度对中频误差的影响分析。开展磁流变及小磨头的联合工艺对中频误差的抑制实验。（4）开展磁流变技术超光滑抛光工艺研究,分析0.1μm及0.5μm颗粒氧化铈构成的磁流变抛光液对光学元件表面粗糙度的影响;分析其它磁流变加工参数,如切入深度、液体粘度、磁场强度等参数对表面粗糙度的影响;优化超光滑工艺参数,开展高陡度球面光学元件超光滑表面制造实验验证。实验证明磁流变抛光技术可通过工艺的优化,获取大去除效率实现面形精度的提升及（亚）表面疵病的消除,也可获得低去除效率实现超光滑表面制造的同时控制面形精度。（5）结合本文研究的理论及工艺,对一块大偏离量非球面开展纳米精度、超光滑表面的磁流变精抛工艺实验,验证本文提出的修形算法、误差补偿理论、中频抑制方法以及超光滑制造工艺的可行性,证实磁流变精抛技术在深紫外光刻物镜系统非球面精密制造中意义及价值。
白杨[5]（2019）在《基于行星运动方式的抛光装置设计及优化研究》文中研究指明本文在国家科技重大专项的资助下,针对大口径非球面光学镜片机器人数控抛光装备的开发,以去除原理为出发点,结合拓扑优化和灵敏度分析等现代设计技术,系统研究了抛光装置在行星运动方式下的定点去除函数、机器人抛光系统的动平衡及抛光装置的静动力学性能、结构优化设计。该研究对抛光装置的设计和优化提供了参考和理论依据,具有重要的实际应用价值。全文研究内容和成果如下:首先,在分析行星运动方式下抛光装置定点去除函数的基础上,以趋近因子作为去除函数的评价标准,将偏心率、公自转速比、同向与反向行星运动作为设计参数进行比较,仿真分析抛光盘公转一周时抛光区域内的定点去除量。并针对偏心率和公自转速比设计了两因素四水平的正交试验,找出了最合适的参数组合,以此指导抛光装置的设计。其次,对明确技术参数后的抛光装置进行了结构设计,并对机器人抛光系统的部分硬件进行介绍。在机器人抛光系统振动分析的基础上,建立了混联机器人四、五、六轴坐标系,研究了机器人抛光系统的布局方案;通过动力学分析以及动平衡理论,结合混联机器人四六轴的扭转刚度,得出平衡配重参数,并采用Solid Works Motion软件仿真验证动平衡分析的正确性。然后,采用ANSYS软件进行静力学分析,找出抛光装置需要轻量化设计的结构和刚度薄弱环节;通过谐响应分析证明抛光装置的基频较高,在激振力频率下工作无共振危险,根据分析结果进行结构优化设计。具体地采用Hyper Mesh软件对抛光装置法兰进行轻量化设计,在满足质量最小的约束条件下,实现刚度不变的拓扑优化目标;刚度薄弱的环节则通过对设计变量的灵敏度分析,找到对刚度影响最大的尺寸厚度,并结合实际工况进行优化,最终实现抛光装置整机结构的优化设计。最后,对工件进行实际加工实验。采用Nanovea白光干涉三维轮廓仪测量工件定点的去除轮廓,验证了实际加工的去除函数确为高斯型,证明抛光装置的设计满足加工要求,可以实现面型的快速收敛。
汤期林[6]（2019）在《精密磨削加工装备的智能化监控技术与系统研究》文中研究说明大口径非球面光学元件具有优异的光学特性,在大型天文望远镜、卫星用光学系统、激光核聚变装置等高尖端科技领域的应用较为广泛。随着各高科技领域对光学系统性能要求的提升,不仅对光学元件的加工效率有较高要求,同时对光学元件在口径、面形精度、以及表面与亚表面质量等各方面的技术参数指标要求也节节上升。金刚石砂轮磨削不仅是大口径光学非球面元件的主要加工工艺手段,其加工质量更决定了后续抛光去除损伤层的耗时问题,磨削加工装备与加工过程的稳定可控己成为精密与超精密磨削机床性能提升的核心问题。因此,提高超精密磨削加工装备的研制技术,推动其关键技术的相关研究具有深远的意义。虽然结构优化与创新设计可以大大提升机床性能,但受限于开发成本以及现有的市场份额。在磨床运行过程中,各移动部件难以避免的出现受力变形、摩擦热变形、振动误差等问题,造成机床定位精度和动态性能的降低,从而影响到加工精度和表面质量。借助于传感检测技术,获得磨床运行过程和磨削加工过程动态信号,建立信号特征与机床误差及砂轮性能的关系,实施在线监测与反馈控制,是现有硬件条件下实现稳定质量高精度磨削的主要手段。本文以国家科技重大专项为依托,针对实验室开发的大口径非球面光学元件磨削机床UPG80为研究对象,搭建精密磨削装备智能监控系统,确保机床安全平稳运行,维持磨削质量稳定。文章阐述了监控系统的整体结构,选用高性能的NI-PXI系统以及相关硬件搭建监测硬件平台。在LabVIEW环境下开发监控软件,采取内部、内置与外置传感器相结合的方式,实现磨床运行过程和磨削加工过程中的动态信号和相关数据的采集、分析与管理。以SQL Server数据库为底层支撑,创建磨床监测数据库,在磨床全生命过程大数据分析与控制的基础上,实现稳定的智能磨削最终目标。最后在UPG80磨床非球面加工过程中对监控系统进行测试实验,同时对磨床的热稳定性能开展监测实验,验证了系统的可行性。
王之恒[7]（2019）在《非球面光学元件离子束抛光技术研究》文中研究说明随着现代光学系统的不断发展,高精度光学元件的需求日益增多,非球面光学元件的应用可以使现代光学系统的设计更加灵活,同时还拥有节省光学系统空间、提升光学系统整体性能等特点。相比于传统光学元件,非球面光学元件的曲率是变化的,加工难度更大,而采用非接触式的离子束抛光方法既可以使被加工光学元件不会因为受到应力而产生形变,更不会引起二次损伤。同时离子束抛光拥有近高斯型的去除函数,更易计算离子束驻留时间。非球面光学元件的离子束抛光主要以提高非球面光学元件的面形精度为主要目标,检测加工面形为辅。非球面光学元件抛光质量与非球面光学元件检测方法、去除函数的确定、驻留时间的计算、抛光路径规划等紧密相关。本文主要从离子束非球面光学元件抛光去除函数的确定、驻留时间的计算、加工路径的规划、离子束辅助沉积、非球面光学元件面形检测等几个方面来研究非球面光学元件的抛光工艺。1.离子束抛光工艺参数确定与分析准确计算离子束驻留时间、确定加工路径,是整个抛光工艺中,以获得较高面形精度以及高加工效率的重要保障。通过优化离子束加工非球面去除函数、加工路径、驻留时间,确定非球面光学元件加工方案。2.离子束抛光中大口径抛物面的研究在应用离子束对抛物面进行抛光时,由于抛物面曲率变化较大,会导致加工后抛物面表面出现加工不均匀或局部未加工的现象。通过优化工艺参数,采用仿真软件仿真,对比实验前后及仿真的面形数据,最终使Φ101mm熔石英抛物面面形精度:PV值由102.64nm收敛至67.495nm,RMS值由15.784nm收敛至11.708nm。以及Φ314mm熔石英抛物面的PV值由179.1nm收敛至106.9nm,RMS值由24.68nm收敛至18.98nm,均达到预期目标。3.熔石英抛物面的面形检测针对抛物面检测困难的问题,通过搭建光路,选取优于预期面形的平面辅助镜,采用无像差点法检测Φ101mm,Φ314mm熔石英抛物面面形精度,确保加工的精确性。4.熔石英光学元件离子束溅射沉积通过工艺试验对Φ50mm熔石英离子束溅射沉积平坦化层,熔石英样片的初始表面粗糙度在3nm左右,经过离子束溅射平坦化层后,表面粗糙度收敛到1.3nm左右,Φ320熔石英光学元件通过离子束溅射沉积平坦化层实验,以及去除平坦化层实验后,通过与初始面形进行对比,离子束溅射沉积平坦化层后以及去除平坦化层后的表面面形精度PV值与RMS值均有所提高。
刘子维[8]（2019）在《基于轮式抛光的平面和球面去除特性研究》文中指出随着科学技术的发展,诸多行业对于精密光学元件的需求与日俱增,如何高效且低成本地实现光学元件数量和质量要求的问题亟待解决。目前传统的光学加工采用数控机床的方式,而新型的光学加工有磁流变抛光、离子束抛光等加工方法。本文从设备体积、经济和效率等多方面因素考虑,采用工业机器人抛光的方式进行抛光。通过将光学加工者的经验定量化、数字化,分析路径规划,设计并编写出相应的指令代码。针对之前设计的抛光工具结构的不足对抛光工具进行重新设计与改进,通过将设计好的抛光工具装在工业机器人的执行端进行抛光实验,从理论和实验两个方面验证工业机器人轮式抛光的高效性与可行性,并对光学元件抛光的理论基础以及实验进行了研究:1.首先,本文对国内外光学加工的发展现状进行了介绍,重点介绍了计算机控制小工具抛光技术的理论基础,基于Preston假设从理论上分析了材料的去除模型、去除特性并对抛光驻留时间进行了迭代计算;基于赫兹接触理论对轮式抛光过程中接触区域的压强进行了仿真模拟。2.基于Preston假设,为抛光工具添加压强控制结构;根据实验结果,注意到抛光工具在抛光过程中抛光带张紧等机械问题,对抛光工具的机械结构进行了重新设计;抛光带材料的稳定性和去除特性对元件最后的面型特征有着直接影响,本文对抛光带材料的选择进行研究。3.搭建实验平台,分析实验中使用的工业机器人的坐标系统并对其进行空间坐标转换的计算,计算出非球面对应的欧拉变换,编写相应的指令代码,设计并生成机器人指令程序。采用平面镜和球面镜进行抛光实验,对去除区域的去除特性进行研究,验证了新抛光工具的可行性。本课题的研究结果表明在光学抛光中采用基于工业机器人的轮式抛光方法是可行且高效的,在中高精度元件的抛光加工中具有很大潜力。
卢安舸[9]（2019）在《双轴半刚性轮式超精密抛光技术研究》文中研究表明基于计算机控制光学表面成形（Computer-controlled optical surfacing,CCOS）原理的确定性抛光技术,其结合可预测的材料去除规律与三维空间加驻留时间的四维加工控制模式,是实现纳米级精度超精密光学元件可靠制造的重要手段。国内外相继开发了不同形式的CCOS抛光技术,用于平面、球面和非球面光学表面的超精密加工。在实际应用过程中,CCOS光学抛光技术面临着一些问题:现有CCOS抛光技术通常采用较软的工具-工件接触模式,抛光工具产生的材料去除率较低,主要用于元件的面型修正;CCOS技术对毛坯的表面质量要求很高,在最终阶段的面型修正工序前,往往需要采用其它粗研、半精研和半精抛光加工方法,以实现元件表面从磨削状态到镜面状态的收敛,工艺链较长,增加了总体制造时间;另外,典型的CCOS抛光技术,如倾斜气囊抛光、轮式抛光等,还会在元件表面产生单向纹理,影响光学元件的使用性能,并限制表面粗糙度的进一步收敛。本文提出一种新型的采用半刚性抛光轮的双轴轮式抛光技术（Dual-axis wheel polishing,DAWP）,旨在同时获得光学元件抛光高材料去除率与高表面粗糙度收敛率,实现采用同一个工具完成磨削状态毛坯的镜面抛光与精抛表面面型修正工艺,精简光学元件加工工艺链,提高制造效率。本文针对两种典型光学材料,BK7及熔石英光学玻璃,围绕DAWP技术的原理、去除函数建模及材料去除规律、抛光中频波纹误差建模与预测、抛光表面快速收敛机制、抛光表面粗糙度与表面微观形貌建模与预测等五个方面进行了理论与试验研究。主要研究工作如下:1.设计并建立了双轴轮式抛光系统,对其工作原理进行了分析介绍。对半刚性抛光轮的结构、力学特性进行了研究。对DAWP工具的运动精度与热平衡问题等进行了研究;2.结合有限元数值分析,考虑超弹性聚氨酯垫层的力学性能对抛光区接触压力的影响,建立了双轴轮式抛光去除函数模型。对抛光轮压缩量、驻留时间等工艺参数对于DAWP材料去除率的影响进行了研究;3.针对具有复杂运动的DAWP技术容易在抛光后工件表面留下残留波纹（中频误差）的问题,建立了双轴轮式抛光动态材料去除理论模型,用于中频误差的分析与预测。结合直线抛光工艺试验,研究了抛光工艺参数对表面中频误差的影响,并对模型计算结果进行了验证;4.对双轴轮式抛光表面形貌生成过程及其随工艺参数的变化规律进行了试验研究。综合地比较双轴抛光模式与单轴抛光模式的差异。系统地分析了工艺参数和抛光模式对去除函数区域内表面特征的影响,以及去除函数内部微观形貌与抛光表面形貌之间的关系;5.提出了两组理论模型解释与预测双轴轮式抛光表面粗糙度生成过程。模型I基于磨粒磨损理论、磨粒分布研究与材料累积去除理论,对单轴模式去除函数区域内的微观形貌与表面粗糙度进行了预测。基于第一个模型,结合实际采用的抛光路径与进给速度等参数,建立了模型II对DAWP抛光过程（包括单轴与双轴模式）在工件表面上产生的微观形貌与表面粗糙度进行预测;6.开展了全面域抛光试验,对磨削表面状态的BK7光学玻璃仅进行一轮抛光,即实现了表面粗糙度从Ra 485.99 nm到Ra 1.243 nm 99.74%的收敛率,以及1.614 mm3/min的材料去除率。研究结果表明了所提出的双轴半刚性轮式抛光技术在实现光学元件高表面质量高效抛光方面的巨大潜力。
王伦[10]（2019）在《基于紫外光固化有机-无机纳米材料的衍射元件制造技术研究》文中研究说明衍射光学元件是以光的衍射理论作为基础,由计算机辅助设计,再用各种加工工艺在传统的光学器件表面加工微结构,对光具有汇聚、成像、分束等作用的一类光学元件,衍射光学元件的使用使光学系统的光学元件数量减少、更紧凑、体积小、重量轻,在各类光学系统中得到了广泛的应用。目前,用于制作衍射光学元件的材料主要是光学玻璃和光学塑料,若采用光学玻璃进行衍射光学元件的加工,其加工误差对衍射效率的影响较大,若采用光学塑料作为基底加工衍射光学元件,由于材料种类有限,会导致表面微结构高度大,容易引起遮挡效应。为了实现衍射光学元件在宽波段的高衍射效率,需要找到合适的光学材料来降低其微结构高度和减小遮挡效应。有机-无机纳米复合材料具有高折射率、高色散等光学性能,且韧性好、易加工,使用有机-无机纳米复合材料制造衍射光学元件还可提高设计的自由度等。针对制造衍射光学元件材料选择的局限以及遮挡效应,本文采用了紫外光固化有机-无机纳米复合材料快速成型技术制造衍射光学元件,以获得高折射率、高色散的衍射光学元件。通过有机-无机纳米复合材料制备实验获得了一种适合制造衍射光学元件的复合材料配方,配方各成分质量分数为57.97%的2官脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（2PUA）、38.64%的季戊四醇三丙烯酸酯（PETA）、1.45%的光引发剂184（Irgacure 184）、1.93%的分散剂163（Disperbyk 163）和质量分数可控的纳米粒子ITO。使用该方法制备了紫外光固化衍射光学元件,利用台阶仪测量衍射光学元件模芯表面的平均微结构高度为13.26微米,紫外光固化衍射光学元件表面的平均微结构高度是12.58微米,得到使用光固化衍射光学元件与模芯微结构的相对误差为5.141%。紫外光固化有机-无机纳米复合材料的衍射光学元件制造技术突破了材料选择局限,减小了遮挡误差,对宽波段的折衍射混合光学元件快速成型具有重要意义。
二、非球面光学元件的制造技术(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、非球面光学元件的制造技术(英文)（论文提纲范文）
（1）3C玻璃面板热弯成形技术研究及其能耗分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状及进展 |
| 1.3.1 非球面玻璃加工技术发展现状 |
| 1.3.2 模压成形及仿真技术的研究现状 |
| 1.3.3 非球面模具制造技术的发展现状 |
| 1.3.4 模压成形技术的发展趋势 |
| 1.4 本文研究主要内容及技术路线 |
| 1.4.1 指纹锁玻璃面板模压成形加工机理 |
| 1.4.2 加热板-导热板-模具模型传热机理研究 |
| 1.4.3 本文研究的技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 光学玻璃模压成形及有限元仿真基本理论 |
| 2.1 光学玻璃的粘弹性特性 |
| 2.1.1 玻璃材料的粘弹性模型 |
| 2.1.2 光学玻璃的热流变特性 |
| 2.2 光学玻璃的热机械性质 |
| 2.2.1 光学玻璃的热力学性能 |
| 2.2.2 光学玻璃的机械性能 |
| 2.3 玻璃材料的结构松弛模型 |
| 2.4 模压成形仿真模型的建立 |
| 2.4.1 材料模型及特性参数 |
| 2.4.2 载荷及边界条件 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 指纹锁玻璃面板模压成形数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元仿真模拟试验设计 |
| 3.2.1 最小模压温度的确定 |
| 3.2.2 加热速率的确定 |
| 3.2.3 冷却速率的确定 |
| 3.3 成形参数对玻璃元件成形质量的影响规律 |
| 3.3.1 模压温度对成形质量的影响 |
| 3.3.2 加热速率对成形质量的影响 |
| 3.3.3 冷却速率对成形质量的影响 |
| 3.4 验证实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 手机盖板模压参数对良品率及能耗的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 建立材料热传导模型 |
| 4.2.1 热传递现象 |
| 4.2.2 热传导模型 |
| 4.2.3 手机盖板温度分布模拟结果 |
| 4.3 实验 |
| 4.3.1 实验设计 |
| 4.3.2 实验能耗测量 |
| 4.4 GMP实验能耗结果分析 |
| 4.4.1 工艺能耗分析 |
| 4.4.2 良品率分析 |
| 4.4.3 碳排放量分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 模压成形设备与工艺参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模压成形设备 |
| 5.2.1 压力控制装置 |
| 5.2.2 恒温控制装置 |
| 5.3 GMP工艺参数优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1.论文研究结论 |
| 2.研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读硕士学位期间所发表的学术成果 |
| 致谢 |
（2）基于树脂复制法的高精度光学表面制造技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学复制法简介 |
| 1.2 光学复制技术路线 |
| 1.2.1 热复制法 |
| 1.2.2 电铸复制法 |
| 1.2.3 树脂复制法 |
| 1.3 研究目的与研究内容 |
| 第2章 高精度树脂复制法研究 |
| 2.1 传统树脂复制法介绍 |
| 2.1.1 母模设计 |
| 2.1.2 母模抛光 |
| 2.1.3 膜层制备 |
| 2.1.4 镜坯与母模粘接 |
| 2.1.5 脱模 |
| 2.1.6 面形精修 |
| 2.2 高精度树脂复制法研究 |
| 2.2.1 基于刚度匹配的母模优化设计 |
| 2.2.2 纳米多层膜制备工艺研究 |
| 2.2.3 粘接工艺研究 |
| 2.2.4 脱模工艺研究 |
| 2.2.5 面形精修研究 |
| 2.2.6 外形精密切割研究 |
| 2.2.7 反射膜制备 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于树脂复制法的能动反射镜研究 |
| 3.1 双压电片反射镜简介 |
| 3.2 双压电片能动反射镜仿真设计 |
| 3.2.1 材料选择 |
| 3.2.2 反射镜设计 |
| 3.3 双压电片能动反射镜制备 |
| 3.4 性能测试 |
| 3.4.1 影响函数 |
| 3.4.2 Zernike像差校正 |
| 3.4.3 自校面形 |
| 3.4.4 变温面形 |
| 3.4.5 表面粗糙度 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于树脂复制法的刚性反射镜研究 |
| 4.1 Φ500mm平面反射镜研制 |
| 4.2 Φ180mm非球面反射镜研制 |
| 4.3 其他样镜结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于树脂复制法的面形稳定性研究 |
| 5.1 老化的影响因素 |
| 5.2 测试方法 |
| 5.2.1 测试温度 |
| 5.2.2 测试口径和位置 |
| 5.2.3 支撑状态 |
| 5.2.4 测试设备 |
| 5.3 测试结果与讨论 |
| 5.3.1 高温稳定性 |
| 5.3.2 高低温稳定性 |
| 5.3.3 湿热稳定性 |
| 5.3.4 辐照稳定性 |
| 5.3.5 长期稳定性 |
| 5.3.6 化学清洗稳定性 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究结果 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）离轴非球面碳化硅薄板及轻量化反射镜预应力抛光方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 非球面反射镜加工方式 |
| 1.2.1 经典加工技术 |
| 1.2.2 计算机控制光学表面成形技术 |
| 1.2.3 小磨头加工技术 |
| 1.2.4 应力盘抛光技术 |
| 1.2.5 磁流变抛光技术 |
| 1.2.6 离子束抛光技术 |
| 1.3 预应力抛光技术研究进展 |
| 1.3.1 离轴非球面拼接子镜的应用现状 |
| 1.3.2 离轴非球面拼接子镜的技术现状 |
| 1.4 主要研究内容及结构安排 |
| 1.4.1 论文主要内容 |
| 1.4.2 论文结构安排 |
| 第2章 非球面反射镜预应力抛光技术基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 预应力抛光中镜体的弹性薄板近似 |
| 2.2.1 预应力抛光技术基本原理 |
| 2.2.2 弹性薄板小挠度变形理论 |
| 2.2.3 圆形薄板弯曲的基本方程 |
| 2.3 离轴非球面反射镜的预应力抛光理论 |
| 2.3.1 理论的形成背景 |
| 2.3.2 偏离量表达式 |
| 2.3.3 薄板弯曲与离轴非球面 |
| 2.3.4 应力分析 |
| 2.4 有限元方法 |
| 2.4.1 有限元分析方法简介 |
| 2.4.2 有限元仿真流程 |
| 2.5 Zernike多项式与Seidel像差 |
| 2.5.1 Zernike多项式的主要特点 |
| 2.5.2 Zernike多项式系数 |
| 2.5.3 Zernike系数与Seidel像差系数 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 离轴非球面反射镜预应力抛光的应力加载与面形分析方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离轴非球面反射镜的材料选择 |
| 3.3 加载点数选取 |
| 3.3.1 加载力与力矩计算 |
| 3.3.2 三种点数加载方式仿真与迭代去除 |
| 3.3.3 点数加载方式对像差的影响 |
| 3.4 预应力抛光实验装置 |
| 3.4.1 外延式加载预应力抛光装置概念设计 |
| 3.4.2 模型性能分析 |
| 3.4.3 内置式加载预应力抛光装置概念设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 离轴非球面SiC薄板反射镜预应力抛光方法综合研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 预应力抛光物理基础与仿真流程 |
| 4.2.1 物理基础 |
| 4.2.2 仿真流程 |
| 4.3 预应力加载模型与镜体设计 |
| 4.3.1 预应力抛光加载点数选择 |
| 4.3.2 SiC镜厚度选择 |
| 4.4 预应力变形仿真及设备设计 |
| 4.4.1 面形仿真 |
| 4.4.2 预应力加载设备概念设计 |
| 4.5 SiC薄板反射镜的预应力快速加工方法 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 离轴非球面SiC轻量化反射镜预应力抛光的等效薄板法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轻量化反射镜预应力抛光的物理基础 |
| 5.3 等效薄板模型 |
| 5.4 凹平式三角形轻量化结构镜体中的应用 |
| 5.4.1 寻找等效薄板厚度 |
| 5.4.2 等效薄板模型的预应力抛光仿真 |
| 5.5 平行凹面式三角形轻量化结构镜体中的应用 |
| 5.5.1 寻找等效薄板厚度 |
| 5.5.2 等效薄板模型的预应力抛光仿真 |
| 5.6 平行凹面式扇形轻量化结构镜坯中的应用 |
| 5.6.1 寻找等效薄板厚度 |
| 5.6.2 等效薄板模型的预应力抛光仿真 |
| 5.7 结果与讨论 |
| 5.7.1 三种模型的力学响应 |
| 5.7.2 结构选择的基本规律 |
| 5.7.3 轻量化镜坯设计的新概念 |
| 5.7.4 加载预应力及力矩 |
| 5.7.5 像差与结构 |
| 5.7.6 去除对结果影响 |
| 5.8 .预应力加载设备概念设计与快速加工方法 |
| 5.8.1 预应力加载设备概念设计 |
| 5.8.2 迭代初始非球面法 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的工作总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文情况 |
（4）深紫外光刻物镜系统非球面的磁流变精抛技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 深紫外光刻物镜系统非球面的加工难点 |
| 1.3 国内外非球面的高精度加工技术概述 |
| 1.4 磁流变技术精抛机理与发展现状 |
| 1.4.1 磁流变技术精抛机理 |
| 1.4.2 磁流变技术发展现状 |
| 1.4.3 磁流变技术在非球面制造中的技术优势 |
| 1.5 论文的研究目的与主要研究内容 |
| 第2章 磁流变纳米精度高效抛光算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高效稳定磁流变去除函数影响参数分析 |
| 2.2.1 抛光液粘度实验分析 |
| 2.2.2 抛光液切入深度实验分析 |
| 2.2.3 剪切速度工艺实验分析 |
| 2.2.4 抛光液流量工艺实验分析 |
| 2.2.5 磁场强度工艺实验分析 |
| 2.2.6 材料差异对去除函数影响分析 |
| 2.3 磁流变抛光纳米精度算法 |
| 2.3.1 脉冲迭代修正算法 |
| 2.3.2 线性矩阵算法 |
| 2.4 磁流变去除函数位移误差补偿 |
| 2.5 磁流变边缘误差控制方法研究 |
| 2.6 抛光路径规划及运动速度计算 |
| 2.6.1 栅线抛光模型速度计算 |
| 2.6.2 螺旋线抛光模型速度计算 |
| 2.6.3 路径规划的工艺实验分析 |
| 2.7 磁流变技术动态空间轨迹控制 |
| 2.8 纳米精度磁流变高效抛光实验验证 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 磁流变抛光系统精度对中频误差影响分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 中频误差评价方法及抑制理论分析 |
| 3.2.1 中频误差评价方法 |
| 3.2.2 中频误差抑制理论 |
| 3.3 磁流变抛光系统精度对中频误差的影响分析 |
| 3.3.1 抛光束斑尺寸对中频误差的影响分析 |
| 3.3.2 去除效率稳定性对中频误差的影响分析 |
| 3.3.3 去除函数修正对中频误差的影响分析 |
| 3.3.4 定位精度对中频误差的影响分析 |
| 3.3.5 磨头速度对中频误差的影响分析 |
| 3.4 磁流变与小磨头联合工艺提升中频误差实验分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁流变技术超光滑表面加工工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超光滑表面加工实验条件 |
| 4.3 超光滑表面抛光工艺研究 |
| 4.3.1 磁流变液磨料对表面形貌的影响分析 |
| 4.3.2 磁流变工艺参数对表面粗糙度的影响分析 |
| 4.3.3 超光滑表面抛光工艺综合分析 |
| 4.4 高陡度曲面超光滑工艺实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 大偏离量高次非球面纳米精度、超光滑高效制造 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大偏离量非球面组合加工工艺路线 |
| 5.3 大偏离量非球面误差检测与评价 |
| 5.4 大偏离量非球面纳米精度抛光 |
| 5.5 大偏离量非球面超光滑表面演变 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 本论文的主要创新点 |
| 6.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）基于行星运动方式的抛光装置设计及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非球面光学元件的加工方法 |
| 1.2.2 振动控制 |
| 1.2.3 优化设计 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 第二章 基于去除函数的抛光装置技术参数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CCOS理论基础 |
| 2.3 抛光装置定点去除函数推导 |
| 2.3.1 Preston假设 |
| 2.3.2 行星式运动方式的确定与去除函数推导 |
| 2.4 去除函数优化与抛光装置技术参数确定 |
| 2.4.1 去除函数评价标准 |
| 2.4.2 基于去除函数的技术参数研究 |
| 2.4.3 结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 抛光装置结构设计及机器人抛光系统振动控制的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抛光装置结构设计 |
| 3.2.1 抛光装置性能要求及总体方案 |
| 3.2.2 抛光装置模块化设计 |
| 3.3 机器人抛光系统介绍 |
| 3.3.1 6-DOF混联抛光机器人 |
| 3.3.2 抛光液循环系统 |
| 3.4 机器人抛光系统布局方案优化的理论分析 |
| 3.4.1 抛光系统的激振力分析 |
| 3.4.2 布局方案优化 |
| 3.5 机器人抛光系统振动平衡理论分析 |
| 3.5.1 刚性动平衡理论的基本原理 |
| 3.5.2 抛光装置运动特性分析 |
| 3.5.3 平衡配重参数设计 |
| 3.5.4 6-DOF混联抛光机器人运动仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 抛光装置结构优化设计的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构优化技术 |
| 4.3 抛光装置静动态性能分析 |
| 4.3.1 静态特性分析 |
| 4.3.2 动态特性分析 |
| 4.3.3 薄弱环节辨识 |
| 4.4 抛光装置结构的拓扑优化 |
| 4.4.1 变密度法拓扑优化的理论说明 |
| 4.4.2 斜法兰拓扑优化 |
| 4.5 长形底座的结构优化 |
| 4.5.1 灵敏度分析 |
| 4.5.2 长形底座分析 |
| 4.6 机器人抛光系统实验分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 本文创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）精密磨削加工装备的智能化监控技术与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 先进光学元件的发展与应用 |
| 1.1.2 大口径光学元件的磨削加工技术 |
| 1.1.3 课题来源及研究意义 |
| 1.2 精密磨削加工监控技术研究状况 |
| 1.2.1 超精密磨削加工监控技术 |
| 1.2.2 国外研究状况 |
| 1.2.3 国内研究情况 |
| 1.3 智能制造下的磨削加工监控系统 |
| 1.3.1 基于状态监测的智能制造系统 |
| 1.3.2 智能化磨削加工监控系统的发展 |
| 1.4 课题的主要研究内容 |
| 第二章 磨削加工状态的智能监控系统架构 |
| 2.1 磨削加工状态监控系统总体结构 |
| 2.1.1 监控系统整体架构 |
| 2.1.2 监控系统功能模块 |
| 2.2 精密磨削加工设备及系统 |
| 2.2.1 UPG80主体结构 |
| 2.2.2 辅助系统 |
| 2.2.3 精度指标 |
| 2.3 状态监控系统硬件设计 |
| 2.3.1 系统硬件结构 |
| 2.3.2 系统硬件的选择 |
| 2.3.3 状态监控系统的通讯与协议 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 磨削加工装备监控系统的单元技术与实现 |
| 3.1 监控系统监测信号类型 |
| 3.1.1 振动信号 |
| 3.1.2 温度信号 |
| 3.1.3 声发射信号 |
| 3.1.4 其它信号 |
| 3.2 监测信号关键测点布置与优化 |
| 3.2.1 振动测点布置 |
| 3.2.2 温度关键测点布置 |
| 3.3 状态信号分析理论基础 |
| 3.3.1 时域与频域分析 |
| 3.3.2 小波分析 |
| 3.4 监控系统数据库设计理论 |
| 3.4.1 数据库开发工具 |
| 3.4.2 监控系统数据库结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 智能监控系统的软件设计与开发 |
| 4.1 软件开发环境 |
| 4.2 软件功能模块规划 |
| 4.3 功能模块的实现过程 |
| 4.3.1 用户登录模块 |
| 4.3.2 参数设置模块 |
| 4.3.3 在线监测模块 |
| 4.3.4 数据分析模块 |
| 4.3.5 报表输出模块 |
| 4.4 数据库系统功能实现 |
| 4.4.1 后台管理模块 |
| 4.4.2 数据库存储和查询 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 监控系统测试实验 |
| 5.1 监控系统平台搭建 |
| 5.2 软件功能实验测试 |
| 5.2.1 振动监测实验 |
| 5.2.2 温度监测实验 |
| 5.2.3 声发射监测实验 |
| 5.2.4 运行状态监测实验 |
| 5.3 磨床热平衡监测 |
| 5.3.1 整机热平衡实验 |
| 5.3.2 主轴热误差检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 科研成果 |
（7）非球面光学元件离子束抛光技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源及意义 |
| 1.1.1 课题的来源 |
| 1.1.2 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 非球面加工技术简介 |
| 1.3.1 传统非球面加工技术 |
| 1.3.2 计算机控制非球面加工法 |
| 1.3.3 应力盘加工技术 |
| 1.3.4 磁流变抛光法 |
| 1.3.5 气囊抛光法 |
| 1.3.6 离子束抛光法 |
| 1.4 非球面检测技术 |
| 1.4.1 轮廓测量法 |
| 1.4.2 干涉测量法 |
| 1.5 论文主要研究内容及章节安排 |
| 2 非球面加工的原理及理论基础 |
| 2.1 非球面的定义 |
| 2.2 非球面离子束抛光技术 |
| 2.2.1 离子与非球面作用的物理过程 |
| 2.2.2 离子束抛光去除函数的研究 |
| 2.2.3 离子束抛光驻留时间的研究 |
| 2.3 离子束加工路径研究 |
| 2.4 关键技术及难点分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 非球面离子束抛光工艺研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 非球面去除函数的优化 |
| 3.3 非球面驻留时间的优化 |
| 3.4 非球面加工路径的优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 确定性加工工艺路线和加工实验 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 抛物面检测实例 |
| 4.3 抛物面的加工实验 |
| 4.4 离子束沉积修正 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于轮式抛光的平面和球面去除特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外抛光技术现状 |
| 1.3 机器人抛光技术现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 轮式抛光技术的理论研究基础 |
| 2.1 轮式抛光技术的几个理论基础 |
| 2.1.1 Preston假设 |
| 2.1.2 材料去除的数学模型 |
| 2.1.3 去除函数特性 |
| 2.1.4 驻留时间 |
| 2.1.5 计算机控制抛光技术 |
| 2.2 赫兹接触理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 抛光工具的设计及抛光运动的控制 |
| 3.1 轮式抛光工具的设计依据 |
| 3.2 轮式抛光工具设计 |
| 3.2.1 压强的控制 |
| 3.2.2 抛光轮 |
| 3.2.3 张紧轮 |
| 3.2.4 出轴轮 |
| 3.2.5 抛光带 |
| 3.2.6 抛光工具头 |
| 3.2.7 驱动装置 |
| 3.3 机器人抛光实验平台 |
| 3.3.1 工业机器人简介 |
| 3.3.2 机器人抛光平台 |
| 3.3.3 工业机器人坐标转换 |
| 3.4 机器人指令的控制 |
| 3.4.1 抛光机器人速度的控制 |
| 3.4.2 抛光机器人指令的输出 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 轮式抛光去除特性实验研究 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.2 轮式抛光工具的去除特性 |
| 4.2.1 去除函数随时间变化特性 |
| 4.2.2 去除函数随压强变化特性 |
| 4.2.3 去除函数稳定性实验 |
| 4.2.4 球面去除函数特性实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 论文的创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）双轴半刚性轮式超精密抛光技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号注释表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景与研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 型面类光学元件超精密抛光技术 |
| 1.3.2 轮式超精密抛光技术 |
| 1.4 研究内容与论文结构 |
| 第2章 双轴轮式抛光技术原理与系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双轴轮式抛光技术 |
| 2.2.1 DAWP系统与工作原理 |
| 2.2.2 DAWP工具及半刚性抛光轮设计 |
| 2.2.3 抛光轮刚度及抛光垫厚度选择 |
| 2.3 工具精度控制 |
| 2.3.1 抛光轮圆跳动误差控制 |
| 2.3.2 工具热平衡与Z方向振动研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 去除函数建模与材料去除率研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 去除函数建模与仿真 |
| 3.2.1 理论背景 |
| 3.2.2 速度分布分析 |
| 3.2.3 接触压力分布分析 |
| 3.2.4 去除函数建模 |
| 3.3 试验研究 |
| 3.3.1 去除函数提取 |
| 3.3.2 材料去除率 |
| 3.3.3 抛光试验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 动态材料去除建模与中频波纹误差预测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 DAWP动态材料去除建模 |
| 4.2.1 理论基础 |
| 4.2.2 动态材料去除过程建模 |
| 4.2.3 仿真设置 |
| 4.3 试验研究 |
| 4.3.1 试验设置 |
| 4.3.2 试验设计、条件与表征 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 A部分:去除函数提取试验 |
| 4.4.2 B部分:直线抛光试验与模型预测 |
| 4.4.3 C部分:均匀扫描抛光试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 抛光表面微观形貌生成机理试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验研究 |
| 5.2.1 试验条件与表征 |
| 5.2.2 试验设计 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 A部分:去除函数内部表面特征 |
| 5.3.2 B部分:不同参数下全口径抛光试验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 抛光表面微观形貌理论建模与试验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 去除函数内部形貌表征 |
| 6.2.1 去除函数轮廓 |
| 6.2.2 去除函数内部微观形貌 |
| 6.3 模型Ⅰ:瞬时单轴去除函数微观形貌预测模型 |
| 6.3.1 相关假设 |
| 6.3.2 单颗磨粒产生的材料去除特征 |
| 6.3.3 有效磨粒数量 |
| 6.3.4 表面微观形貌计算 |
| 6.3.5 仿真设置 |
| 6.4 模型Ⅱ:双轴轮式抛光微观形貌生成模型 |
| 6.4.1 理论基础 |
| 6.4.2 DAWP表面微观形貌生成过程建模 |
| 6.4.3 仿真设置 |
| 6.5 试验验证 |
| 6.5.1 试验设计 |
| 6.5.2 试验指标表征 |
| 6.6 结果与讨论 |
| 6.6.1 A部分:单轴模式下去除函数区域内表面微观形貌 |
| 6.6.2 B部分:单轴或双轴模式下均匀扫描抛光试验 |
| 6.6.3 C部分:不同公转转速下的抛光试验 |
| 6.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 论文主要内容及结论 |
| 主要创新点 |
| 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 附录 B 攻读博士学位期间参加的主要科研项目 |
（10）基于紫外光固化有机-无机纳米材料的衍射元件制造技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 衍射光学元件研究进展 |
| 1.3 衍射光学元件的应用 |
| 1.4 衍射光学元件加工技术 |
| 1.4.1 光刻技术 |
| 1.4.2 薄膜沉积 |
| 1.4.3 单点金刚石车削 |
| 1.4.4 灰阶掩模 |
| 1.4.5 准分子激光加工 |
| 1.4.6 衍射光学元件的复制 |
| 1.5 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 紫外光固化有机无机-纳米复合材料 |
| 2.1 有机-无机纳米复合材料的性能 |
| 2.2 紫外光固化技术 |
| 2.3 紫外光固化的分类 |
| 2.4 紫外光固化材料的成分 |
| 2.5 无机纳米粒子 |
| 第3章 衍射光学元件理论基础 |
| 3.1 标量衍射理论 |
| 3.2 单层衍射光学元件 |
| 3.3 多层衍射光学元件 |
| 第4章 有机-无机纳米复合材料的制备实验 |
| 4.1 实验中模芯的加工 |
| 4.2 紫外光固化有机物的调试实验 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验过程 |
| 4.2.3 紫外光固化实验过程分析 |
| 4.3 紫外光固化有机-无机纳米复合材料的实验 |
| 4.3.1 实验材料 |
| 4.3.2 实验过程 |
| 4.3.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于紫外光固化复合材料的衍射光学元件制造实验 |
| 5.1 衍射光学元件模芯加工 |
| 5.2 衍射光学元件的实验 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 实验过程 |
| 5.3 结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结果与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间的学术成果 |
| 致谢 |
四、非球面光学元件的制造技术(英文)（论文参考文献）
- [1]3C玻璃面板热弯成形技术研究及其能耗分析[D]. 贾豪杰. 郑州轻工业大学, 2021
- [2]基于树脂复制法的高精度光学表面制造技术研究[D]. 张颖. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [3]离轴非球面碳化硅薄板及轻量化反射镜预应力抛光方法研究[D]. 伊力奇. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [4]深紫外光刻物镜系统非球面的磁流变精抛技术研究[D]. 钟显云. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(04)
- [5]基于行星运动方式的抛光装置设计及优化研究[D]. 白杨. 天津大学, 2019(01)
- [6]精密磨削加工装备的智能化监控技术与系统研究[D]. 汤期林. 厦门大学, 2019(09)
- [7]非球面光学元件离子束抛光技术研究[D]. 王之恒. 西安工业大学, 2019(03)
- [8]基于轮式抛光的平面和球面去除特性研究[D]. 刘子维. 苏州大学, 2019(04)
- [9]双轴半刚性轮式超精密抛光技术研究[D]. 卢安舸. 湖南大学, 2019(07)
- [10]基于紫外光固化有机-无机纳米材料的衍射元件制造技术研究[D]. 王伦. 长春理工大学, 2019(02)