非球面透镜加工
非球面镜片的精密加工光学镜片的加工及检测
2.6 定心磨边
定中心是完工的玻璃或晶体零件在磨边 时所需要的一道工序，其目的是使每一个球面 的曲率中心同轴 。
2.6 定心磨边
定心方法
一种大物镜定中心的特殊装置，并可同时检查中心偏差
松香蜂蜡胶上盘法
优点是操作简便，缺点是平行度精度不高，也不适用于面形精度 要求较高的薄片。
荷重 工件 粘结模
工件 粘结模
方法一
方法二
2.3 上 盘
点胶上盘法
优点是可获得较好的面形和平行度。缺点是承受不了高速高压 的加工条件，易“走动” 。
工件 软胶点 粘结模
工件 火漆点 粘结模软点胶粘结 Nhomakorabea硬点胶（火漆）粘结
2.1 开料成形——磨外圆
磨外圆
2.2 粗 磨
粗磨平面 粗磨棱镜和斜面 粗磨球磨
2.2粗磨——平面
散粒磨料多片加工
散粒磨料单片加工
2.2粗磨——平面
双面加工
2.2粗磨——平面
LOH公司SPM平面铣磨机
2.2粗磨——棱镜和斜面
铣磨棱镜和斜面的准直夹具
制造精密的反射角及 小平面棱镜需要这种夹具
1、细磨时间不够 2、砂号选择不当 3、上道砂磨后的面形不合适
1、磨料添加不均匀 2、磨料堆集在镜盘边缘
1、对磨料应复检或试用 2、磨料悬浮液应浓淡适当 3、新加工的模具应用细磨料对研 4、做好工作环境的清洁工作
1、磨去量要足够 2、两道磨料磨号间隔不要太多 3、每道磨料都应从镜盘边缘磨起
1、添磨料时应用毛刷均匀散开 2、模具表面开槽
数控加工光学非球面技术研究
数控加工光学非球面技术的研究The Aspheric optics processing technologystudies CNC摘要自从非球面加工技术出现以来，至今几百年来采用的加工方法已有50多种，传统的加工方法虽然能达到较高的精度，但这种加工方法加工效率低、重复精度差。
在最近几年出现的数控加工光学非球面技术大大解决了传统加工方法存在的缺陷。
它提高了加工精度和加工质量、缩短了产品研制周期等。
在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。
由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控加工技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。
本文将简单的介绍一些非球面和数控机床的理论知识，传统加工非球面技术。
最后重点介绍数控加工光学非球面技术。
关键词: 数控加工非球面抛光技术计算机控制ABSTRACTSince the emergence of non-spherical processing technology ,about 50 methods in the optical processing have been used. Although traditional processing methods can achieve high accuracy, this processing method has processing inefficiency and poor repeatability precision . In recent years the NC aspheric optics technology greatly solve the traditional processing methods flawed. It improves processing accuracy and processing quality, and shorten the product development cycle and so on. A large number of applications has been found in some areas such like the aviation industry, and the auto industry. Because of the strong demand, Home and Abroad are on the NC machining techniques for a wide range of research, and achieved fruitful results.This paper will briefly introduces some technology of the Non-spherical and NC machine tools and the traditional processing.And highlights NC aspheric optical processing technology in the last part.Keywords : CN Aspheric optics Polishing Technology CCOS目录第一章绪论 (1)1.1研究的目的和意义 (1)1.2国内外发展现状 (1)第二章非球面的理论基础 (3)2.1非球面的优缺点 (3)2.2非球面的数学表达式 (3)2.3非球面的加工方法 (4)2.4传统加工非球面技术 (5)2.5光学非球面的检验 (7)第三章数控机床的介绍 (10)3.1数控机床的发展概况 (10)3.2数控机床的结构和特点 (10)第四章非球面的数控加工技术 (14)4.1常见的计算机控制抛光技术 (14)4.2计算机数控研磨和抛光技术 (15)4.3数控抛光技术中工艺参数选择 (19)4.4数控加工技术的检验 (20)4.5阴影法检验非球面 (22)4.6数控加工非球面实例 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1研究的目的和意义自从1638年法国学者笛卡儿第一个提出凸面是椭圆面，凹面是球面的无球差非球面透镜，各国公司都进行了大量的非球面透镜技术研究和开发，但加工精度不高。
非球面镜片加工流程
非球面镜片加工流程
随着现代科技的不断发展，非球面镜片被广泛应用于各个领域。
非球面镜片可以用来纠正眼睛的屈光不正，改善视觉质量，同时也可以用于光学仪器、机器视觉和激光器等领域。
本文将介绍非球面镜片加工的流程。
1.设计
需要进行设计。
设计师通过计算机辅助设计软件（CAD）来设计非球面镜片的形状。
设计的形状必须满足特定的光学要求，例如折射率、曲率和直径等。
设计师需要了解材料的光学性质，以便在设计时考虑到这些因素。
2.加工
一旦设计完成，就可以开始进行加工。
加工通常使用计算机数控机床（CNC）进行。
CNC机床是一种自动化机器，可以进行高精度的切削和雕刻。
在加工非球面镜片时，CNC机床会使用一组钻头和磨头来切削和雕刻玻璃或塑料材料，以按照设计形状制作非球面镜片。
3.抛光
在加工完成后，非球面镜片需要进行抛光。
抛光可以提高镜片的表面光洁度，并减少表面的不规则性。
抛光通常使用研磨液和抛光机
进行。
研磨液可以去除微小的表面缺陷和瑕疵，而抛光机可以使表面变得更加光滑。
4.检验
非球面镜片需要进行检验。
检验通常使用光学检验仪器进行。
光学检验仪器可以测量非球面镜片的光学性能，例如曲率、直径和表面质量。
如果非球面镜片不符合规格，则需要进行调整或重新制作。
总结
通过上述流程，非球面镜片的加工可以得到高精度的非球面镜片，以满足各种光学应用的要求。
设计、加工、抛光和检验是非球面镜片加工流程中不可或缺的步骤。
非球面透镜的制备和应用
非球面透镜的制备和应用透镜广泛应用于各种光学系统中，如相机、望远镜、显微镜等等。
传统的球面透镜是不可或缺的光学元件，但球面透镜有一个不可避免的问题，即球面像差。
为了解决这个问题，人们开始开发非球面透镜，它们可以减小或消除球面像差，因此非球面透镜已经广泛应用于各种光学系统中。
非球面透镜的制备非球面透镜的制备需要先确定其表面形状，以便在光学材料上刻出透镜的轮廓。
此外，制备非球面透镜也需要具备开发和设计非球面透镜的技能。
因此，非球面透镜的制备需要具备高超的技艺和先进的生产设备，以确保制造出来的透镜达到高质量的要求。
目前，非球面透镜的制备主要有两种方法：一种是模压法，另一种是薄膜沉积法。
模压法是一种制造光学元件的传统方法。
模压法是利用硼酸玻璃制成的模具来压制浮动在玻璃表面的光学玻璃或石英晶片，压制后的玻璃成为凸透镜或凹透镜。
模压法的优点是成本较低，可以用于制造大规模的非球面透镜。
薄膜沉积法则是另一种非球面透镜的制造方法，通常使用光刻和化学蚀刻等技术来制造具有精确定形的薄膜。
这种方法制造出的非球面透镜可以达到更高的精度，但成本更高。
非球面透镜的应用非球面透镜的应用非常广泛。
以下是几个使用非球面透镜的典型应用案例。
投影仪在投影仪中使用非球面透镜，可以显著提高投影质量，保证像素不失真的情况下，投影成像清晰。
花式光学制造商在开发和生产投影仪的透镜时，往往会倾向于使用非球面透镜。
望远镜使用非球面透镜可以在大尺寸的望远镜镜头中保持清晰的成像质量。
相较于球面透镜，非球面透镜在望远镜中表现更加卓越，镜头在放大倍数高达250倍的情况下，依然能够保持清晰的成像。
眼镜非球面透镜在眼镜中的应用将提供更好的视觉效果，特别是在强近视的情况下。
由于非球面透镜设计能够更好地分散视觉畸变，所以当戴着非球面透镜的眼镜时，目光向四周转动或看东西时，眼镜中的画面阴影会被极大地减少或完全消除。
结论非球面透镜以其可减小或消除球面像差的优良特性，广泛应用于各个领域的光学系统中。
非球面透镜加工方法
非球面透镜加工方法
非球面透镜加工是一种高精度光学零件加工方法，其制造过程需要经过多次精细加工步骤。
首先，需要根据设计要求选择合适的非球面曲面形状，并将该形状转换为数学模型。
然后，将该数学模型导入到数控加工设备中，并根据具体的加工要求进行参数设置，包括加工速度、刀具尺寸、切削深度等。
在加工过程中，需要使用高精度的测量仪器对加工表面进行检测，以确保其符合设计要求。
最后，进行表面处理和光学涂层，以提高非球面透镜的光学性能。
需要注意的是，非球面透镜加工过程中需要严格控制加工条件，以免对加工表面造成损伤和变形，影响其光学性能。
- 1 -。
非球面透镜加工探讨
了基础 。
ｘ ＣＰ ＩＳ Ｒ １ １ ＝ ｔ／＋ Ｑ Ｔ［ 一（ ＋
＋ ＋ Ａ
明
（） ２
＋ ，＋ Ｃ ８ ＤＨ’ Ｅ日 Ｄ ＋
检测 均用 刀 口阴影 法完成 。故仅 限 于校准
Ｋ ＞０ Ｋ ＝０
Ｃ＝０
短 轴椭球 面 球 面
平 面
二 次 曲面零件 ，高 次方 程 曲面几 乎 是不 可
能加 工 出来 的。 随着数控 加 工技 术在 光学
１ － ２目前采用较多的非球面方程如下 ：
设备 上 的推广 使用 。 目前 的非球 面磨 制 已 发展 到 可以加 工 高次非球 面曲 面零 件 ．因 此 ，为诸 如 大视 场投 影设 备 、Ｖ Ｄ、Ｄ Ｄ Ｃ Ｖ
此 时磨轮 刃 口与零 件被 切削点 切线方 向的 夹角 虽 然恒 定 ，但磨 轮 圆角 ｒ 磨轮 直 或 径 在 不断 的变 化 ，导致 Ａｙ在 微 弱 的变 化 （ 图 ２ ，所 以 ，一 但 磨 轮 的硬 度 、 见 ）
加工 进刀量 等 参数 ，加工 中用直 接或 间 接
测量 方 法就可 精确控 制 ，补 偿则 是在 设 备 上 完成 。 ２２ ．． ２面形 精 度 补 偿 是 基 于 检 测 结 果
粒度 、结 合剂 强度 、 口径 （ 直径 ）选择 不
进 行 的 。由于设备 每完成一 个 加工 周期 都
有 定 位 、振 动 、轴 温 、移 动精 度 等诸方 面 的微量 误差 。所 以每周 期加工 完成 的面形
（ 度 ） 均 不 相 同 ，为 了超 于 理 想 表 面 ， 精
非球面透镜的制造与应用技术研究
非球面透镜的制造与应用技术研究透镜作为光学器件的重要组成部分，广泛应用于光学仪器、摄影、眼镜等领域。
传统的透镜通常是球面透镜，但是球面透镜在成像质量和光学性能方面存在一定的局限性。
为了克服这些局限性，非球面透镜应运而生。
本文将探讨非球面透镜的制造与应用技术研究。
一、非球面透镜的制造技术非球面透镜的制造需要先进的加工设备和精密的加工工艺。
目前，常见的非球面透镜制造技术主要有以下几种。
1. 精密加工技术：利用数控机床和磨削技术，对透镜进行精密加工。
这种技术能够实现高精度的透镜制造，但是加工周期较长，成本较高。
2. 激光加工技术：利用激光束对透镜进行加工。
激光加工技术具有高效、灵活的特点，可以实现复杂形状的非球面透镜制造。
但是激光加工设备的成本较高，需要专业技术人员进行操作。
3. 压制成型技术：利用高温和高压对透镜进行成型。
这种技术可以快速制造大量的非球面透镜，但是成型精度相对较低。
以上是非球面透镜制造的几种常见技术，不同的技术适用于不同的应用场景。
制造非球面透镜需要综合考虑成本、加工周期和成型精度等因素。
二、非球面透镜的应用技术研究非球面透镜相比于球面透镜具有更好的光学性能和成像质量，因此在许多领域都得到了广泛的应用。
1. 光学仪器：非球面透镜在光学仪器中的应用非常广泛。
例如，在望远镜中，非球面透镜可以有效地减少球差和像散，提高成像质量。
在显微镜和激光器等光学仪器中，非球面透镜可以用于调节光路和改善成像效果。
2. 摄影：非球面透镜在摄影领域的应用也越来越广泛。
通过使用非球面透镜，摄影师可以实现更好的景深效果和更准确的对焦。
同时，非球面透镜还可以减少畸变和散光，提高照片的质量。
3. 眼镜：非球面透镜在眼镜领域的应用主要是为了矫正视力问题。
通过使用非球面透镜，眼镜可以更准确地矫正近视、远视和散光等视力问题，提高佩戴者的视觉体验。
除了以上应用领域，非球面透镜还在激光加工、光通信、医疗器械等领域有着重要的应用价值。
中国十大非球面生产厂商
中国十大玻璃非球面透镜生产厂商1.广州弘德光创技术有限公司弘德光创是国内唯一一家具有超高精度成像类玻璃非球面透镜的生产厂商。
弘德光创致力于研发国内顶尖的极具性价比的工业用和摄影用的光学镜头，是一家专注于中高端光学镜头，公司研发的2000万像素无畸变非球面工业镜头已经成为行业标杆，在工业和摄影中大量使用。
弘德光创是集自主研发设计、生产制造、营销以及持续服务于一体的国家高新技术企业。
弘德光创主要针对机器视觉自动化领域、摄影、电影等行业，目前已经成为小米、华为、海信等企业的光学核心部件的一流供应商，年产能5KK PCS。
2.广州维德光有限公司广州维德光电有限公司是中国国内从事超精密模压玻璃非球面透镜的企业，主要包括精密光学元器件、玻璃非球面透镜的研发、设计、制造与销售服务。
公司拥有厂房2200平方米，产品外径0.6mm～65mm。
维德光电专注非球面超过10年，引进日本非球面模压技术和设备，包括非球面模仁加工机、精密成型机、表面轮廓检测仪等设备，使得公司可以高效率、低本成生产非球面透镜。
公司先后与日本，韩国，台湾，德国，美国等国家和地区的公司建立合作与交流。
欢迎各厂家与我司成为合作伙伴。
3.浙江蓝特光学股份有限公司公司主要生产棱镜、透镜、平片、非球面透镜，镀膜以及镜头组装，已涉足传统光学、光电显示、光伏、汽车、照明、光通讯、半导体等领域光学产品的加工和制造，可从望远镜、显微镜、数码相机、安防监控器、多媒体投影仪、瞄准仪以及影像测量设备、汽车后视镜等高技术产品的核心部件中找到蓝特光学的产品。
4.联合光科技(北京)有限公司联合光科技(北京)有限公司致力于为用户提供光学元件、工业成像镜头、进口光电检测仪器。
我们的产品涵盖的光学领域，包括光学元件类，机械类，光学检测服务，镀膜等，并提供光学产品的定制服务。
我们可以了解用户需求，为用户提供系统集成方案，与用户共同开发产品，并将产品推向市场。
联合光科针对客户的需求，不断扩展产品的库存种类，丰富自己的产品类型，可以更好的为客户服务。
Φ420 mm高次非球面透镜的加工与检测
Φ420 mm高次非球面透镜的加工与检测孟晓辉;王永刚;李文卿;王聪;张继友【摘要】介绍了Φ420 mm熔石英高次非球面透镜的加工与检测方法.对现有数控加工工艺进行了优化,通过分工序加工方式,依次采用机器人研磨、抛光和离子束修形技术完成了透镜的加工.进行非球面透镜检测时,考虑透镜的凹面为球面,利用球面波干涉仪对其面形进行了直接检测,剔除干涉仪标准镜镜头参考面误差后,透镜凹面的精度达到0.011λ-RMS;针对透镜的凸面为高次非球面,采用基于背后反射自准法的零位补偿技术对其进行面形检测,其精度达到0.013λ-RMS.最后,采用一块高精度标准球面镜对加工后透镜的透射波前进行了自消球差检测,得到其波前误差为0.013λ-RMS.试验结果表明,非球面透镜各项技术指标均满足设计要求.所述工艺方法亦适用于更大口径的非球面透镜及其他类型非球面光学元件的高精度加工.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)012【总页数】8页(P3068-3075)【关键词】非球面透镜;光学加工;透镜加工;透镜检测;零位补偿;面形精度【作者】孟晓辉;王永刚;李文卿;王聪;张继友【作者单位】北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京100094【正文语种】中文【中图分类】TH703;TN305.2随着空间光学遥感器、强激光装置等国家重大工程的发展，大口径非球面光学元件的应用越来越多，光学系统及光学元件的结构形式也越来越多样化，因此大口径非球面透射光学元件的应用逐年增加。
相比于二次非球面透镜，高次非球面透镜的面型参数自由度更多，能更有效地校正光学系统中的各阶像差，在简化复杂光学系统结构方面具有更大的技术优势[1]。
在非球面加工和检测工艺方面，新技术、新原理和新方法层出不穷。
从传统的古典法加工发展到以数控、高度确定性为加工特点，基于计算机控制表面成型(Computer Controlled Optical Surfacing,CCOS)原理的计算机控制小磨头抛光、应力盘抛光、气囊抛光、磁流变抛光及离子束抛光等新兴加工手段[2-3]。
高精度非球面透镜的加工与检测
高精度非球面透镜的加工与检测摘要：针对非球面透镜高精度的加工需求，提出了一种组合式抛光技术。
在采用不用研抛参数的条件下将自动化研抛系统与离子研抛机相结合，从而提高了系统对非球面透镜的加工能力。
通过仿真分析与实验测试，验证了提高表面精度的设计理念。
关键词：透镜加工；非球面；离子抛光机；仿真计算1 引言大口径不是球面的元件由于具有不需要中心遮蔽，可以改善成像质量，让系统结构更简单等优点，现已是空间相机和超大功率的激光器等光学装置的重要器件之一[1]。
随着科学技术的进步，目前的大尺寸光学系统在器件表面质量、加工效率方面都有了很大的提高，远超出古典光学在系统设计中的要求从频域上看，光学器件的制作误差可分为低频段的误差、中频段的误差还有高频段的误差三种。
中频段的误差可分为两个频段：SD1、PSD2。
分段的频率是0.4 mm-1。
高频相位的误差在8.3到100 mm-1之间[2]。
大口径不是球面零件的常规加工工艺是采用铣磨出形状、散粒研磨和抛光等工艺，使其达到与球面形态最接近，然后采用人工修整抛光或者数控机床把球面再变成非球面。
这种把零件抛光成球面，然后再从球面到非球面的加工方法存在着很大的缺陷。
2 设计思路为解决以上问题，改善非球面的加工效率和精确度，各种先进的工艺技术（抛光技术例如磁流变、离子束、气囊、等离子体技术等）被开发出来并且迅速发展。
同时，以先进的制造技术为基础，开发了多种工艺的加工方法。
位于英国的Zeeko公司的Walker等人提出了一种利用超精密研磨加气囊抛光的技术来加工欧洲大型望远镜制造所需要的大型非球面零件。
所制得的米级口径的六边形不是球面光学器件的面形误差PV可达62纳米， RMS可达11纳米。
位于美国的QED公司的 Dumas等人[3]提出了一种新的抛光工艺，即将 MRF技术与常规的沥青抛光技术相结合，应用于非球面研磨出形以后再抛光的加工。
为了满足高精确度批量生产离轴型的非球面零件需求，本文研究了一种混合的抛光工艺，以达到高效率生产非球面零件的目的。
非球面加工技术
国内从20世纪80年代后期开始进行CCOS技术的研究，南京紫金山天文台、北京理工大学、清华大学等单位分别研制了ρ-θ型和X-Y型实验机床，开展了一些计算机控制抛光的原理性研究。1997年浙江大学进行了光学非球面自动加工的研究[24]，取得了较好的结果。此后长春光机所研制成功FSGJ-1数控非球面光学加工中心[25]，面形精度可以达到λ/20。成都精密光学加工中心也于1998年从俄罗斯引进了AD-100型三轴抛光机床。总体来说，我国非球面光学零件的加工能力十分落后，CCOS技术的发展与发达国家相比具有很大差距。
3.2 非球面抛光方法
在长期的科学研究和生产实践中，人们发明了许多抛光方法来实现非球面抛光。目前，常用的非球面抛光方法主要有以下几种：
3.2.1
常用的研磨抛光包括古典的低速抛光和现代的高速抛光[12]，是最古老的目前仍在广泛采用的一种抛光方法。它是在被抛光工件表面和抛光盘之间加入抛光液，利用抛光盘与工件表面的相对滑动，借助抛光液与工件表面机械化学和物理作用实现对工件表面的抛光。
图1.3 液体喷射抛光的实验原理图
目前国内外在这方面的研究还处于起步阶段。荷兰Delft大学的0.W. Fahnle和H.van Brug等人曾进行过实验研究，利用液体喷射抛光技术，使得平面样板玻璃BK7的表面粗糙度Ra由初始的475nm降到5nm，并且对于已抛光的样板玻璃(初始表面粗糙度Ra=1.6nm)，经过该技术的作用后，表面粗糙度没有增加。