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24232字硕士毕业论文设备工程论文集:红外透镜双面对中设备的发展

论文类型:硕士毕业论文
论文字数:24232字
论点:透镜,磨边,光学
论文概述:

立式红外透镜双面定中心设备的研制,很多构想和设计来源于前人的思路,本课题对构想进行了补充,实施和完善,涉及的方面主要有立式结构,主轴精度,CCD成像及倒角。

论文正文:

简介

自20世纪70年代以来,国外发达国家一直在使用精密钻石车加工大口径红外镜头。代表性的钻石车床,如美国普那莫味精-325。普那莫MSG-325型金刚石车床是一台电脑数控型双轴金刚石车床,可以加工各种球面和非球面透镜、菲涅尔透镜、反射镜、离轴圆锥截面镜、多面体反射镜、精密摄像机等红外和可见光波段使用的光学零件。在光学零件的加工过程中,激光干涉仪可以用于以非接触方式测量加工零件的表面形状。MSG-325加工的工件直径,普通机床结构为356毫米,大孔径机床结构为560毫米。然而,对于大口径光学元件,由于支架和重力变形的影响也会产生误差,零件的中心误差仍需解决。同时,应在数据处理中采取有效措施,将此类误差与[25的检测结果分开。设计光学系统时,设计者以理想光轴为参考轴。当一个或多个光学表面的球面中心偏离该理想光轴时,系统具有影响成像质量的中心误差。
透镜的中心偏差会给光学系统带来彗差、像差和色差,从而降低光学系统的成像质量。研磨和定心是为了确保光轴与确定的定位轴一致。根据设计要求,有多种研磨和定心方法。基本方法是机械定心和光学定心。此外,还有激光定心、光电定心等方法。

1.1。国外光学定心磨边设备发展简介
透镜定心磨边是一种传统的光学冷加工工艺。20世纪80年代,德国莱茨公司采用光学电视的定心和包边方法。20世纪90年代,德国LOH公司生产了激光定心磨边机。从20世纪90年代末开始,随着现代光电技术的巨大发展,光学技术发达国家纷纷调整产业结构和产业发展方向,逐渐退出传统的光学加工领域,专注于现代高端光电产品的制造和研发。因此,对于美、德、日来说,传统定心刃磨设备的研发和生产一直处于收缩状态的[,被单点金刚石车削技术和计算机控制的光学表面成形技术(CCOS)所取代。现在CCOS设备集清洗、磨边、精磨、抛光和检测于一体,并不断完善和发展。

1.2我国光学定心和磨边设备的研究现状
现阶段,保证我国中大口径红外透镜中心误差的加工路线一般有三种:一是等厚加工;二是单面自准直图像定心和磨边。三是双面定心水平磨边法。等厚加工方法的加工路线是先修整,再抛光,整块板加工成等厚,以保证镜片的中心误差。其工作原理是应用透镜中心偏差和透镜边缘等厚误差之间的关系。

1.3研究项目
的目的和意义在上述讨论的基础上,开发了一种立式红外镜头双面定心磨边机,可以填补国内空这一领域的空白,满足红外行业的生产要求,具有很高的工程应用价值。立式双面对中设备的开发有助于克服等厚加工方法存在的加工成本高、测量次数多的缺点,也弥补了单面自对准光学对中加工方法只能检测非结合面反射图像的缺点。立式磨边机加工零件的水平安装可以有效解决卧式磨边机存在的问题,提高镜片的对中精度和效率。
近年来,由于红外CCD焦平面技术的成熟,中大口径红外成像系统的应用越来越广泛。尤其在军事上,立式红外镜头双面定心磨边机有较好的市场推广和应用。主要研究工作本课题主要研究以下五个方面:
1。立式磨边机的主要结构设计研究内容是应用机械传动原理和人机工程学来规划各功能部件的位置和相互运动关系。为了实现设备的功能并满足使用要求,
2。设备主轴的结构设计主轴系统是设备作为核心执行元件的关键。主轴结构设计的科学性和装配制造的合理性是影响主轴制造精度和可靠性的主要因素。主轴结构影响其他功能部件的结构。
3。垂直结构下满足中大口径红外镜头边缘要求的送料系统。研究工作主要是根据红外材料的特点和磨边技术以及现有的成熟技术,设计出满足使用要求的进料系统
4。设计一种符合本课题要求的光学定心仪,研究自准直定心仪的工作原理和结构特点。根据本课题的实际情况,应用光学设计理论设计出一种符合本课题
5要求的光学定心仪。设备装配和调试以及设备机械结构装配技术和光学系统成像质量的评估是影响整个设备性能的关键因素,因此需要研究和制定整个系统的评估方法。

1.5章节安排
第1章讨论透镜中心误差的定义及其对光学系统成像的影响。研究了红外透镜加工中常用定心方法的缺点和不足。提出了发展垂直红外透镜双面对中设备的目的和意义,以及国内外相关技术的研究现状。介绍了本课题的研究工作。第二章介绍了开发立式双面对中设备的技术方案,提出了设备的主要技术参数和精度要求。第三章介绍了双面对中设备的总体设计和关键部件的设计。第四章介绍了满足设备使用要求的光学对中仪的系统设计。第五章主要介绍了系统的组装调试过程和系统的评价。第六章是论文的结论部分,总结了论文的研究工作和结论,并对未来的工作提出了展望。

2立式双面定心磨边设备设计技术方案年大直径红外透镜中心偏差技术要求.............................................9
2.1.........................................11
2.2垂直双面对中设备设计方案..............................12

2.3课题设备的组成 ..............................132.4本章小结 ..............................153设备机械系统设计 ..............................193.1总体布局设计方案 ..............................213.2工件主轴部件设计 ..............................223.3磨轮系统设计..............................24
3.4进给系统设计..............................26
3.5设备装配总图 ..............................293.6本章小结 ..............................334光学系统设计 ..............................344.1内调焦望远镜的结构.............................. 364.2内调焦望远镜的初始几何尺寸设计 ..............................404.3像差计算 ..............................41
结论
新型立式红外透镜双面定中心设备的研制,其目的是为了弥补和解决卧式双面定中心设备在加工大直径透镜时的性能短板及功能欠缺,以满足红外产业对大直径透镜磨边设备的需求。本课题的研究成果主要有以下三个方面:
1.设备采用了立式结构,被加工零件轴线与水平面垂直,有效解决了大直径红外透镜重量对定心精度的影响,试验时对直径180mm的锗透镜的定中心偏差达到0.01mm。
2.增加了光学自准定心仪,可连接CCD通过显示屏成像,也能使用目镜用人眼观察,能满足白光及红外产品的定心需求。体积小,重量轻,精度高。
3.与卧式设备相比,立式设备倒角尺寸由分厘卡控制,进给运动由凸轮驱动。凸轮曲线吸取了国内外设备的先进经验并加与改进,再加上调频技术,能有效减小脆性零件倒角破边的数值。

参考文献
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