《大型非球面形狀納米測量方法及誤差補償技術研究》是依託北京理工大學，由肖木崢擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大型非球面形狀納米測量方法及誤差補償技術研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：肖木崢
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超精密大型非球面在高精度天文望遠鏡，大型X射線裝置及飛彈制導系統等軍事領域中得到廣泛套用。然而針對高精度複雜曲面的納米精度測量問題一直是影響曲面質量的瓶頸問題。傳統的干涉測量法雖然具有很高的測量精度，卻難以測量形狀較複雜的曲面。而採用位移感測器的接觸式曲面測量儀器的測量精度則僅停留在亞微米級別，其主要原因是位移測量受多自由度掃描平台的運動誤差的影響較大。針對上述問題，本研究提出基於光學角度掃描法的大型非球面形狀測量方法。為了使該方法達到納米測量不確定度，本研究首先建立多因素誤差的非線性誤差傳播模型，探究誤差影響機理，從而對關鍵誤差影響因素提出相應的補償方案。而後，本研究對光學角度感測器測量非球面曲面時的系統誤差影響進行分析，通過系統誤差標定提高測量的絕對精度。本研究的實現將為超精密大尺寸零件的形狀的納米精度測量提供新的方法和理論參考。
結題摘要
超精密大型非球面在高精度天文望遠鏡，大型X射線裝置及飛彈制導系統等軍事領域中得到廣泛套用。然而針對高精度複雜曲面的納米精度測量問題一直是影響曲面質量的瓶頸問題。傳統的干涉測量法雖然具有很高的測量精度，卻難以測量形狀較複雜的曲面。而採用位移感測器的接觸式曲面測量儀器的測量精度則僅停留在亞微米級別，其主要原因是位移測量受多自由度掃描平台的運動誤差的影響較大。針對上述問題，本研究首先提出了基於光學角度掃描法的大型非球面形狀測量方法。而後建立多因素誤差的誤差傳播模型，探究了所提出測量方法的各部分誤差對最終測量結果的不確定度的影響機理，從而對關鍵誤差影響因素提出相應的誤差補償方案並對測量儀器進行了精度設計和結構設計。最後，開發了基於角度掃描法的非球面測量儀器並對儀器的各主要部件進行了精度標定。初步實驗結果表明，所提出的方法對於50mm口徑球面鏡的測量重複精度達到100納米級別，基本上驗證了所提出方法的可行性。需要更進一步的實驗來探究所提出方法的絕對精度校準以及針對更大口徑非球面測量所帶來的精度問題。本研究的結果為超精密大尺寸零件的形狀的納米精度測量提供了新的方法和理論參考。
