激光扫描法测量天文光学零件面形的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 覃瑛
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| 答辩日期 | 2016-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 许骏 |
| 关键词 | 非接触式 自动化 粗磨检测 曲面拟合 低成本 |
| 学位专业 | 天文技术与方法 |
| 其他题名 | The study of based on the laser scanning method to measure the surface shape of astronomical optical componen |
| 英文摘要 | 云南天文台于2013年申请建立云南省应用天文技术工程实验室，现已获批。在当前亟待解决的关键技术问题中，对天文光学零件镜面的面形检测是一个重点。常用的检测方法分为接触式检测和非接触式检测两大类。目前工厂中通常使用接触式球径仪对光学镜面进行粗磨检测，这种测量方法虽然原理简单，但是由于测量点有限，网格较粗，效率低下，而且因为是接触式测量，所以不适合检测晶体等表面较软的镜片，同时对于表面光洁度要求较高的镜面也存在检测困难。而非接触式球径仪市场价格又十分昂贵，在光学零件研磨初期并没有很高的性价比。因此，研制出一套相对低成本、扩展性强、灵活度高的非接触式自动化面形检测系统实现球径仪的功能，完成对光学镜面的粗磨检测是十分必要的。本系统硬件上采用KEYENCE LT-9031高精度激光测量仪、DANAHER ULTI-MAC-G型控制器及配套二维移动平台和卓立汉光KSAV2030-ZF高精密电控垂直升降台搭建，并基于STM32系列控制芯片设计制作了控制器完成指令分配和调度功能，利用串口通信控制x轴/y轴二维平移台的运动实现网格扫描，基于激光扫描法测量面形弧高，但由于采用的共焦显微镜原理测量范围较窄，添置了z轴升降台扩大测量范围，设计上位机控制程序和人机交互界面，使系统在后期使用更为灵活便捷，编写了曲面拟合算法，最终实现光学零件面形数据的自动采集、拟合，以及相关光学参数的计算。通过实验证明，无论待测光学零件的表面落差是否超出激光头测量范围，本文研究的非接触式面形检测系统均可完整采集所需面形数据，并在曲面拟合后给出相关光学参数。该系统实现了软硬件结合，能对多种光学零件面形进行一键式自动检测，并能达到粗磨检测的精度要求，并且成本较低，能满足我实验室工作的需要，也符合市场需求。 |
| 学科主题 | 天文学 ; 天文学其他学科 ; 机械工程 ; 仪器仪表技术 ; 光学技术与仪器 ; 天文仪器 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 70 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/25359]  |
| 专题 | 云南天文台_抚仙湖太阳观测站 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 覃瑛. 激光扫描法测量天文光学零件面形的研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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