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公开(公告)号：CN115365660B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202211068376.7
申请日：2022-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B23K26/356 , B23K26/14 , B23K26/70
Abstract: 本发明提供了一种基于CO2激光的大口径熔石英元件两步法抛光方法，属于光学元件激光加工技术领域。为了解决现有大口径熔石英元件通过机械加工操作繁琐且表面有缺陷及粗糙度高，现有激光加工造成表面残余应力分布不均，表面易产生裂纹的问题。本发明根据熔石英材料与CO2激光相互作用机理，为提升大口径熔石英元件的初始损伤阈值、提升元件表面质量，提出CO2激光两步法抛光大口径熔石英元件的加工方法，包括表面缺陷的蒸发抛光和表面熔融抛光，最终实现大口径熔石英元件的表面加工。可大幅提升表面质量，降低粗糙度以及表面缺陷；克服了大口径光学元件由于表面残余应力不均匀导致的产生表面裂纹和变形问题。
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公开(公告)号：CN114036661B
公开(公告)日：2024-06-04
申请号：CN202111276027.X
申请日：2021-10-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种基于磨削运动分析和螺旋理论的球头砂轮主轴倾角和转角优选方法，涉及磨削加工技术领域，用以优化工件加工过程中球头砂轮主轴倾角和转角以同时满足加工的安全性和精度要求。本发明首先建立球头砂轮磨削过程中的干涉模型，根据干涉模型分别求解加工薄壁复杂构件不同部分对应的多个球头砂轮主轴转角范围；改变球头砂轮主轴倾斜角度，选择使得C轴转台转角范围大的倾斜角度作为球头砂轮主轴倾角；进一步建立球头砂轮磨削过程中的磨削区域分布数学模型，并根据该模型计算对应不同磨削位置的砂轮半径磨损量，以此进一步缩小多个球头砂轮主轴转角范围。本发明降低了工件破碎的风险，提高了加工的安全性。本发明可推广用于各类斜轴加工的角度优选。
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公开(公告)号：CN114119555B
公开(公告)日：2024-05-17
申请号：CN202111428157.0
申请日：2021-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种基于物距对焦法的大口径元件边缘检测方法，涉及工程光学技术领域，用以解决现有技术在采集图像前不能获得全局清晰的聚焦位置的问题。本发明的技术要点包括：将元件的多个边缘分别移动到相机视野范围内，改变物距，采集获得不同焦平面下每个边缘对应的多个图像；根据每个边缘对应的多个图像的方差变化曲线对每个边缘进行自动清晰聚焦；聚焦完成后，采集包含每个边缘的多个图像，并对多个图像进行处理，从而获取多个边缘的位置；其中，设计边缘自动聚焦策略根据图像的方差变化曲线进行自动聚焦，使得获取的边缘图像更为清晰，进而可以更加准确地获取元件边缘坐标位置。本发明方法易于实现自动化，可用于大口径元件的边缘检测。
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公开(公告)号：CN114119557B
公开(公告)日：2024-04-26
申请号：CN202111429842.5
申请日：2021-11-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06T7/00 , G06T7/60 , G06T7/73 , G06V10/26 , G06V10/764 , G06V10/82 , G06V20/70 , G06N3/0464 , G06N3/084 , G06N3/048
Abstract: 一种基于卷积神经网络的光学元件快速暗场检测方法，涉及光学元件检测技术领域，用以解决现有技术中对于大口径元件表面缺陷识别的准确率和效率较低的问题。本发明的技术要点包括：在暗场环境下对元件表面进行扫描采集，并调整曝光值，获得对应不同曝光值的暗场图像集；将预处理后的暗场图像集输入基于卷积神经网络的识别模型中进行训练；将待识别图像输入训练好的识别模型中，获得识别结果；其中，应用高曝光值数据进行目标分割及图像截取，应用低曝光值数据进行识别分类，模型训练阶段引入迁移学习，降低了模型训练次数，提高了模型识别准确率。本发明通过暗场阶段对缺陷区域进行识别，剔除了大量污染物，使光学元件的整个检测周期大大降低。
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公开(公告)号：CN117754367A
公开(公告)日：2024-03-26
申请号：CN202410124622.9
申请日：2024-01-29
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提供了一种半球谐振子永磁小球头磁流变抛光加工辅助装置及加工方法，涉及超精密抛光加工技术领域，为解决现有装置结构冗杂、操作复杂、难以避免磁流变抛光液在软管循环过程中的沉积的问题。包括：存储搅拌加热箱、补水装置和控制箱，存储搅拌加热箱靠近工件主轴的侧壁开设有轴孔，加工机床的工件主轴的末端贯穿轴孔延伸至存储搅拌加热箱内部，机床的工具主轴从存储搅拌加热箱的上端开口方延伸至存储搅拌加热箱内部；所述存储搅拌加热箱设有电热丝、搅拌组件和电机，电机用于带动搅拌组件的转动，电热丝设置于存储搅拌加热箱侧壁的夹层中，所述控制箱安装于龙门架上；补水装置用于向存储搅拌加热箱中补充加工过程抛光液的流失的水分。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116910832B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202310750362.1
申请日：2023-06-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种基于圆柱形回转工件材料体积去除率的永磁小球头磁流变抛光加工时间预测方法，涉及超精密加工技术领域，为解决现有方法无法满足永磁小球头磁流变抛光的材料体积去除率精度需求，无法实现抛光加工时间的准确预测的问题。包括如下步骤：按照选定的抛光工艺参数，在圆柱形回转工件的侧壁表面上进行抛光，得到环绕工件侧壁的环形抛光凹槽；沿圆柱形工件的轴线方向提取抛光凹槽的二维截面轮廓；采用微元法构建材料去除体积计算模型，结合抛光时间，计算工件材料体积去除率；建立待加工工件模型，计算选定抛光工艺参数下待加工工件完成抛光的加工时间。本发明基于微元法计算圆柱形回转工件材料体积去除率，对加工时间进行预测，准确性更高。
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公开(公告)号：CN117668530A
公开(公告)日：2024-03-08
申请号：CN202311673047.X
申请日：2023-12-07
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F18/2131 , G01B11/24 , B24B1/00 , B24B49/04 , G06F18/241
Abstract: 本发明提供一种基于时频分析的半球谐振子表面形貌特征提取与评价方法，涉及超精密加工技术领域，为解决现有技术无法针对特定缺陷进行影响因素分析，同时无法确定不同因素对缺陷影响的大小的问题。本发明采用小波基函数对半球谐振子表面形貌信号进行小波分解，对于信号的不同频率部分，改变尺度值，在时间轴上对信号进行压缩和伸展，获取信号的不同频率成分，得到一系列的小波系数，利用小波系数和小波基函数对信号进行重构，得到多尺度二维小波重构信号，进一步获取半球谐振子表面形貌的典型频率特征，对各信号影响半球谐振子表面形貌的贡献进行分析，确定影响半球谐振子表面形貌的因素。本发明可揭示半球谐振子表面特定缺陷特征的主要来源。
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公开(公告)号：CN117452025A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311391041.3
申请日：2023-10-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01Q60/24 , G06T7/00 , G06T7/60 , G06T3/4038 , G06T17/00 , G06N3/0464 , G06V10/762 , G06V10/764 , G06V10/44 , G06V10/22 , G01Q30/02 , G01Q10/04 , G01N21/88
Abstract: 本发明提供一种基于卷积神经网络的光学元件表面微纳级缺陷AFM快速检测方法，涉及微纳制造技术领域，为解决现有的检测方法对于光学元件表面呈现随机轮廓分布的缺陷点的检测效率过低的问题。包括如下步骤：步骤一、通过光学显微镜获取光学元件表面全口径图像，根据图像梯度提取目标点最小外接矩形，获得表面缺陷点位置、尺寸和形态信息，对目标缺陷点进行尺寸划分；步骤二、结合缺陷点位置信息，通过AFM针对不同尺寸的目标缺陷点采用不同的采样比，获取欠采样数据及全采样数据；步骤三、构建基于卷积神经网络的图像重建模型；步骤四、采用构建的图像重建模型，对AFM采集的目标缺陷点欠采样数据进行重建，实现光学元件表面微纳级缺陷的AFM快速检测。
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公开(公告)号：CN117372614A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311333940.8
申请日：2023-10-16
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提供一种小直径球头砂轮三维形貌在位重构方法及系统，涉及超精密加工技术领域，为解决现有的球头砂轮形貌在位检测方法，建模繁琐、计算量大、准确度受到限制的问题。包括：S1、搭建激光位移传感器数据采样系统；S2、在球头砂轮转动状态下，对其径向与激光位移传感器的相对距离数据进行采集；S3、基于不同配准角下球头砂轮与激光位移传感器的相对距离之差，建立球头砂轮圆周轮廓的变换规律模型，采用特殊点代入的方式对球头砂轮圆周轮廓形貌进行求解；S4、控制加工机床使球头砂轮沿轴向移动位移S，重复执行步骤S2～S3，至球头砂轮待重构区域采样完成；S5、对不同圆周的球头砂轮形貌进行平滑连接，得到小直径球头砂轮三维形貌的重构结果。
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公开(公告)号：CN117343646A
公开(公告)日：2024-01-05
申请号：CN202311277137.7
申请日：2023-10-07
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种碱性‑耐热‑多尺寸磨粒磁流变抛光液及其制备方法，涉及超精密加工技术领域，为解决现有磁流变抛光液大都稳定性较差，较高温度下固体颗粒易发生沉降，且磁流变抛光液的磨粒大都为单一种类和尺寸，限制材料去除率的进一步提升。该磁流变抛光液按质量份数包括：去离子水26～30份、悬浮稳定剂0.1～0.15份、碱性化学物质1.2～1.5份、小尺寸磨粒1～1.5份、大尺寸磨粒4～4.5份、磁性颗粒64～68份；所述悬浮稳定剂为羟丙基甲基纤维素，所述碱性化学物质为氢氧化钠，所述小尺寸磨粒为金刚石粉末，所述大尺寸磨粒为氧化铈粉末，所述磁性颗粒为羟基铁粉。本发明磁流变抛光液提升了材料去除率，提高石英玻璃元件的抛光效率；并进一步降低抛光粗糙度，有利于加工出高质量表面。
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