Skip to main content
SUPERVISOR
Peiman Mosaddegh,Saeed Behbahani
پیمان مصدق (استاد راهنما) سعید بهبهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Rasool Koosha
رسول کوشا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Simulation, Analyzing and Optimization of the Nano-Finishing Process of Optical Surfaces
Extensive growth of opto-electronic technologies has created a demand for high quality glass lenses and has driven the optics industry toward more efficient processes for the manufacturing of moderate volumes of different glass lenses. For example, optical aspherical lenses are highly demanded to obtain high quality images in many different devices such as microscopes, telescopes, digital cameras and camcorders. Manufacturing techniques to produce different type of glass lenses have opened a new window to researchers all around the world. As a result, lots of new techniques have been invented and consequently many companies have been established. Surface polishing is the last and the most important step during optical lens manufacturing. It has attracted lots of attention during the last two decades and new methods for polishing or some techniques to optimize old method to gain better result have been developed. Up to now more than 50 methods are invented and used to polish optical glass surface and each method is followed with some optimizations technique. In this research, first, a broad investigation was performed over almost all advanced polishing techniques which are used in the world. Then, based on the equeipment and cost, Computer Control Pad Polishing was selected as the best way to conduct polishing process. Operating the polishing process of flat surfaces, modeling and simulation of CCP process is the key factor to optimize the polishing process parameters. Therefore, optimizing the polishing process simulation can not only improve the quality of final products but also can reduce the time of polishing process and consequently leads to accelerate optical lens manufacturing. In this study, a new method based on discretizing the tool path is developed to simulate polishing process. As a result, any tool path can be easily modeled. Converting continuous tool path to discrete points with small distance would improve surface quality in an optimum time and also it reduces fluctuation of tool feed rate. A new fuzzy optimization method was also applied to optimize dwell times to improve surface quality. The methodology developed in this study is used for plano-plano lenses. The experimental results show that around 90% reductions in surface error (both PV and rms) are achieved which are in good agreement with the simulation. Regarding polishing of the spherical surfaces, first, the method has been presented for the simulation of polishing process of plano-plano surfaces was developed for spherical surfaces. Then, it was converted to a matrix equation with dwell time vector as variables and the final surface point heights as the answer vector. Therefore, the time of the computational processes was decreased significantly. Consequently, numerical optimization methods could be used for dwell time optimization. An algorithm was also designed and applied to optimize dwell time in order to improve surface profile in minimum time. Finally, by means of the method developed, a 3-axis CNC machine was programmed to operate the polishing process of a spherical glass lens. Conclusively enough, the experimental results demonstrated around 80% decrease in surface roughness (both PV and rms). Keywords Computer Controlled Polishing (CCP), Tool path discretization, Dwell time optimization, Tool Influence Function (TIF), Optical lenses, Fuzzy logic, Simulation
از ابتدای قرن بیستم با افزایش سرعت رشد علم، نیاز به داشتن لنزهای اپتیکی مناسب برای دریافت تصاویر با کیفیت بالا بسیار افزایش یافت. این نیاز روزافزون دانشمندان و صنعت گران را به تحقیق بیشتر و ارائه ی روش های جدید در فرایند تولید لنزهای اپتیکی شیشه ای متمایل ساخت. پرداخت سطح به عنوان آخرین و موثرترین مرحله در تولید لنزهای اپتیکی بیشتر از دیگر مراحل مورد توجه قرار گرفت و تعداد زیادی مقاله که حاوی روش hy;های جدید یا بهینه ی روش های قبلی بود منتشر شد. تعداد روش ها و زیر روش هایی که تاکنون برای فرایند پرداخت سطح لنزهای اپتیکی شیشه ای بیان شده بالغ بر 50 روش است. در این تحقیق ابتدا مطالعه ی گسترده ای در مورد روش های مختلف موجود در دنیا که در مقیاس صنعتی یا آزمایشگاهی برای اجرای فرایند پرداخت سطح استفاده می شوند انجام شد و مزایا، معایب، پارامترهای موثر و تجهیزات مورد نیاز تعیین گردید. در ادامه با بررسی امکانات موجود در صنعت کشور، مقایسه و امکان سنجی اجرای این روش ها در داخل کشور مورد تحقیق و بررسی قرار گرفت و در پایان فرایند پرداخت تماس مستقیم تحت کنترل کامپیوتر انتخاب گشت. اولین گام برای اجرای فرایند پرداخت تحت کنترل کامپیوتر شبیه سازی فرایند پرداخت در محیط کامپیوتر است. در این تحقیق روشی جدید بر مبنای گسسته سازی مسیر به بازه های صد مایکرونی ارائه شده است. این روش بر خلاف روش رایج در دنیا محدودیت مسیر حرکت و گام حرکت ابزار را ندارد و می تواند مسیرهای پیچیده ی حرکت ابزار را نیز شبیه سازی کند. در ادامه چند روش متفاوت برای بهینه سازی تابع توزیع سرعت حرکت خطی ابزار بر روی مسیر ارائه می گردد. تست این روش ها تحت یک شرایط یکسان در محیط شبیه سازی امکان مقایسه ی نتایج این روش ها را بوجود می آورد. در پایان تست عملی فرایند پرداخت برای سطوح اپتیکی تخت و کروی انجام می گردد که در نتیجه ی آن خطای سطح در مقیاس 90 تا 60 درصد کاهش می یابد. کلمات کلیدی: 1- فرایند پرداخت به کمک کامپیوتر، 2- گسسته سازی مسیر،3- بهینه سازی زمان مکث، 4- تابع نرخ براده برداری، 5-لنزهای اپتیکی، 6-منطق فازی، 7-شبیه سازی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی