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平面拼接干涉仪的子孔径扫描定位系统

作　者: 吴峥瑜
导　师: 王青
学　校: 南京理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 子孔径拼接定位系统伺服驱动振动标定
分类号: TH744.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 38次
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内容摘要

随着科学技术的不断进步,光学系统朝着大口径方向不断发展,这使得大口径光学元件面形误差的检测成为首要解决的任务。子孔径拼接技术是使用小口径、高分辨率的干涉仪检测大口径光学元件面形。随着该技术的不断发展和完善,对自动化程度提出了更高的要求。本论文设计了一种子孔径扫描定位系统,保持被测件不动,通过移动干涉仪来进行子孔径图像采集。本系统的设计分为机械系统的设计和软件程序的编写两个部分。机械部分的设计主要通过研究运动控制系统各组成部分及其工作原理,分析比对其性能,结合项目提出的要求,确定需要购买的伺服电机驱动和滚珠丝杠副的型号,然后根据各项技术指标提出具体设计要求。软件程序的编写则分为三个阶段：首先是PLC内部指令的编写,使用Ladder Master编程软件编写阶梯图指令；然后使用Visual C++开发平台进行RS232串口指令的编写；最后编写移动控制软件界面MOPO,该界面的编写用到串口通信控件MSComm,该控件能大大简化界面程序的编写。在子孔径拼接测试实验中,测试环境的要求比较高,尤其是振动将直接影响测试结果。本论文从环境因素到机械装置部分再到干涉仪内部光路,进行了详细的振动分析,并且利用图像处理技术进行了子孔径的位置标定。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
目录  5-7
1 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 子孔径拼接技术  8-10
    1.2.1 子孔径拼接技术原理  8
    1.2.2 子孔径拼接技术国内外发展现状  8-10
  1.3 本论文主要研究内容  10-11
2 精密运动控制系统的研究  11-29
  2.1 运动控制系统的位置检测技术  11-14
    2.1.1 直线光栅尺  11-13
    2.1.2 光电编码器  13-14
  2.2 运动控制系统的驱动元件  14-19
    2.2.1 步进电机  14-17
    2.2.2 伺服电机  17-19
  2.3 运动控制系统的机械传动装置  19-21
    2.3.1 滑动螺旋传动与滑动导轨  19-20
    2.3.2 滚动螺旋传动与滚动导轨  20-21
  2.4 可编程逻辑控制器PLC  21-27
    2.4.1 PLC控制系统  21-22
    2.4.2 PLC的基本组成  22-25
    2.4.3 PLC的工作原理  25-26
    2.4.4 国内外PLC产品介绍  26-27
  2.5 机电控制系统选型的确定  27-28
  2.6 本章小结  28-29
3 平面扫描拼接干涉仪硬件平台设计  29-34
  3.1 设计要求  29-31
    3.1.1 FSI的主要技术指标  29
    3.1.2 驱动系统的详细技术指标  29-30
    3.1.3 干涉仪稳定性要求及对外观设计要求  30-31
  3.2 二维移动架的设计方案  31-32
  3.3 紧凑型干涉仪的设计  32-33
  3.4 本章小结  33-34
4 二维移动架的软件设计  34-44
  4.1 PLC指令的编写  34-40
    4.1.1 Ladder Master编程软件介绍  34-35
    4.1.2 PLC梯形图主要实现功能  35-40
  4.2 串口指令的编写  40-43
    4.2.1 MSComm控件简介  40
    4.2.2 MOPO程序说明  40-43
  4.3 本章小结  43-44
5 实验结果分析  44-55
  5.1 导轨的直线性调试  44-45
  5.2 利用图像处理技术的子孔径位置标定  45-49
  5.3 振动分析  49-51
  5.4 子孔径拼接测试结果  51-54
  5.5 本章小结  54-55
6 总结  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

平面拼接干涉仪的子孔径扫描定位系统

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