1 遵义师范学院 工学院, 贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
3 华中光电技术研究所 武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
平面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的浸入深度、凸球面光学元件的曲率半径不同会使磁流变抛光入口区域剪切力场发生变化。为了研究磁流变抛光入口区域剪切力场的形成机制, 建立磁流变抛光过程中必要的流体模型, 对入口区域的几何特征进行分析; 通过数值计算平面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同浸入深度、凸球面光学元件不同曲率半径的影响, 得到对应的剪切力分布。得出结论,当平面光学元件一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 当凸球面光学元件的一定浸入深度逐渐增加时, 抛光区域入口处的剪切力逐渐增大; 凸球面光学元件的曲率半径对剪切力无显著影响, 不同曲率半径下的剪切力分布大致相同。
流变抛光 剪切力场 几何特征 抛光区域 magnetorheological polishing shear force field geometric characteristics polishing area
红外与激光工程
2022, 51(3): 20210443
1 遵义师范学院工学院, 贵州 遵义 563006
2 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
3 华中光电技术研究所武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
提出利用信赖域狗腿法解决通用非球面光学元件抛光后置求解的强非线性问题。基于低序体表示和齐次变换方法建立适用于任意非球面面形和任意轨迹抛光的正向运动学模型;基于信赖域狗腿法建立强非线性正向运动学模型的数值优化求解方法,获得相应的逆向运动学数值结果;对逆向运动学数值求解结果进行处理得到各轴控制量,用于抛光后置处理。对一初始面形均方根值为0.037λ的离轴非球面采用光栅线进行4轮抛光,采用螺旋线进行5轮抛光,加工元件的面形收敛到均方根值为0.012λ,总收敛效率达到67.57%,表明所提后置处理方法是正确的,能够用于非球面加工。
光学制造 非球面制造 信赖域方法 狗腿法 后置处理 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 052202
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900
针对磁流变抛光过程中抛光轨迹会引入迭代误差的问题,设计了步长和行距随光学表面梯度自适应变化的光栅线抛光轨迹。首先根据光学元件的表面误差分布,利用标准五点法获得面形各点的梯度值,再基于聚类离散思想将所有面形点根据梯度值大小进行了归类,从而得到轨迹步长和行距随面形误差变化的自适应轨迹。在自研的磁流变加工机床上进行了实验研究,将一块直径50 mm的微晶玻璃,从峰谷值为65 nm、均方根值为12 nm收敛到峰谷值为21 nm、均方根值为2.5 nm,并且在加工后的表面功率谱密度曲线上没有出现明显的尖峰误差。实验结果表明,这种自适应轨迹能有效抑制中高频误差。
磁流变抛光 迭代误差 梯度 聚类离散 自适应轨迹 magnetorheological finishing iterative errors gradient clustering discrete adaptive path 强激光与粒子束
2015, 27(12): 121008
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所， 四川 绵阳 621900
针对磁流变抛光过程中的中频误差的控制，进行了驻留时间与中频误差影响关系的研究。对基于矩阵法得出的驻留时间进行分析，驻留时间矩阵沿抛光头的进给方向的起伏波动性，反映在抛光过程中速度的不连续性，会引入一定的中频误差。提出通过滤波算法使驻留时间沿抛光轮进给方向更加平滑，即相邻两点的速度更加接近，抛光轮只需要很小的加速度和很小的时间内即可完成整个加速过程，从而降低这种速度的波动性带来的误差。通过计算机仿真和实验验证，给驻留时间一个很小的扰动，会使残差的功率谱密度（PSD）曲线发散，而滤波后的驻留时间算法在“不失真”的情况下，在一定程度上抑制了中频误差。
磁流变 驻留时间 中频误差 功率谱密度 滤波 magnetorheological finishing dwell time mid-spatial error power spectral density filter 强激光与粒子束
2015, 27(9): 092007
