免费论文：非球面超精密加工中面形检测技术及插补算法研究

现代尖端产品和高科技武器系统对光学元件表面要求越来越高，也对拥有诸多优点的非球面光学元件加工检测提出了更高的要求，本文既是以非球面为对象，研究非球面超精密加工在线检测技术和插补技术。首先给出了几种常用非球面面形的普适方程表达式，系统分析了非球面加工检测中重要的参数非球面度的定义，探讨了不同阶次方程的非球面度计算方法，并在非球面超精密机床上进行了非球面的现场加工实验。接着分析了线性可变差动变压器(linear variable differential transformer, LVDT)在线检测测量头系统的原理特性和信号采集系统，并对测量头进行了重复精度实验，验证了该测量头的精度和稳定性，在此基础上，以椭球面曲线测量数据为例，说明了在线检测离散数据重构拟合算法，并进行了面形精度评估，同时配合采用精度比较高的激光干涉仪WYKO RTI4100来评估LVDT测量头所能达到的精度，评估数据拟合的准确性，对比结果表明算法是有效可行的。以三坐标轮廓仪测量的非球面数据为基础，采用B-样条函数对该表面轮廓曲线进行各种阶次拟合运算比较，结果表明，拟合数据顶点数为50个左右的情况下，三次B-样条就能达到很好的拟合效果。可望进一步将该算法应用到在线检测数据处理上。面向非球面超精密加工样条函数插补技术。提出用NURBS参数曲线来统一表示待加工曲线，并采用Matlab编写出NURBS曲线描述程序，给出了适用于三轴数控系统的NURBS插补命令生成器的设计方法，具有重要的实际应用意义。

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