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現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)范文第1篇

[關(guān)鍵詞]光學(xué)零件 加工技術(shù) 教學(xué) 實(shí)踐

[中圖分類號(hào)]G642.41 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

“光學(xué)零件加工技術(shù)”課程是研究光學(xué)零件加工的理論和技術(shù)，主要內(nèi)容包括光學(xué)零件制造原理與方法、制造設(shè)備和相關(guān)儀器、工藝裝備、光學(xué)材料、光學(xué)輔料以及工藝設(shè)計(jì)等內(nèi)容?！肮鈱W(xué)零件加工技術(shù)”是一門理論與實(shí)踐結(jié)合密切的學(xué)科基礎(chǔ)課程，在光學(xué)制造人才培養(yǎng)過(guò)程中起著承上啟下的作用，是應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)等基礎(chǔ)課程和光電儀器設(shè)計(jì)、光電器件、光學(xué)檢測(cè)技術(shù)、光通訊等專業(yè)課程的重要聯(lián)接紐帶，又是光學(xué)設(shè)計(jì)、微制造技術(shù)等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是光學(xué)工程師和光電儀器工程師所必備的一門專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。[1]

一、“光學(xué)零件加工技術(shù)”課程改革的緊迫性

“光學(xué)零件加工技術(shù)”這門課程相對(duì)冷門，學(xué)生們?nèi)雽W(xué)前對(duì)該課程知之甚少，學(xué)習(xí)起來(lái)顯得比較吃力。由于我國(guó)以前在光學(xué)方面相對(duì)比較落后，在光學(xué)加工的理論和實(shí)踐方面起步較晚，目前主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

（一）教材內(nèi)容相對(duì)陳舊

我們所用教材編寫于20世紀(jì)90年代，由于當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制，缺少當(dāng)今科學(xué)發(fā)展需要的新內(nèi)容，課程的系統(tǒng)性、完整性較差，無(wú)法突出光學(xué)技術(shù)發(fā)展的方向。自從改革開放后，我國(guó)的光學(xué)加工工藝有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是我國(guó)加入世貿(mào)組織以后，國(guó)外先進(jìn)加工技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備不斷進(jìn)入我國(guó)，而我們所用的教材還沒(méi)有及時(shí)反映這些新技術(shù)。

（二）授課過(guò)于死板

課程內(nèi)容大多屬于定論的東西，或可以直接從理論推導(dǎo)出來(lái)的實(shí)例，不容置疑。對(duì)于實(shí)踐中經(jīng)常遇見的現(xiàn)象，尤其是新技術(shù)在發(fā)展中出現(xiàn)的新論點(diǎn)，盡管實(shí)踐中屢有成功實(shí)例，但由于前人沒(méi)有定論而不敢涉及。缺乏對(duì)學(xué)生的啟發(fā)性，致使學(xué)生習(xí)慣于接受書本已有的結(jié)論。

（三）理論與實(shí)踐脫節(jié)

“光學(xué)零件加工技術(shù)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，如果教學(xué)中不與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生就只能死記硬背書上的概念。其結(jié)果是，學(xué)生到了企業(yè)，幾乎全部從頭學(xué)習(xí)。因此，如何加強(qiáng)本課程的實(shí)踐教學(xué)，也是值得探索的問(wèn)題。

二、課程改革思路

現(xiàn)代教學(xué)方法的突出特點(diǎn)是啟發(fā)式教學(xué)，即發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，尤其注意學(xué)生學(xué)習(xí)方法的研究，引導(dǎo)學(xué)生由苦學(xué)變樂(lè)學(xué)，由學(xué)會(huì)變會(huì)學(xué)。教法改革服從人才素質(zhì)培養(yǎng)的需求，以提高教學(xué)質(zhì)量為目標(biāo)，課程教材應(yīng)該有利于教育目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。[2-3]因此教育改革的總目標(biāo)應(yīng)是構(gòu)建有利于學(xué)生知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的整體優(yōu)化的課程體系。優(yōu)化的課程體系應(yīng)促使人才從以下幾方面得到提高：

其一，創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生求同思維和求異思維的統(tǒng)一，綜合思維與發(fā)散思維的統(tǒng)一，抽象思維與邏輯思維的統(tǒng)一等。

其二，自學(xué)能力的增強(qiáng)。課程改革必須有利于大學(xué)生自學(xué)能力的提高，因?yàn)楠?dú)立思考是創(chuàng)新人才的必備條件之一。

其三，人格品質(zhì)的塑造。大學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)做事，更要學(xué)會(huì)做人。學(xué)校必需以服務(wù)社會(huì)為導(dǎo)向、以產(chǎn)業(yè)需求為中心，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，課程要努力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性品質(zhì)。[4]

三、課程改革探索研究

本課程改革從三方面著手：一是教材改革；二是課堂教學(xué)改革；三是注重理論聯(lián)系實(shí)際。

（一）教材內(nèi)容改革

（1）突出專業(yè)特性

新教材應(yīng)突出專業(yè)特性。專業(yè)課程是使學(xué)生形成某種職業(yè)定向以及用較短的時(shí)間勝任某一專業(yè)領(lǐng)域工作的保證。專業(yè)賦予人們謀生的技能，是社會(huì)發(fā)展和人口發(fā)展都需要的生存與發(fā)展的手段。光學(xué)專業(yè)學(xué)生就業(yè)方向大致為：光電相關(guān)行業(yè)中的管理、銷售、技術(shù)管理、生產(chǎn)管理、關(guān)鍵崗位技術(shù)人員或生產(chǎn)骨干。

（2）重視基礎(chǔ)理論，強(qiáng)調(diào)新方法、新技術(shù)

基礎(chǔ)理論是理論學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)。[5-6]基礎(chǔ)理論以以掌握概念、強(qiáng)化應(yīng)用為重點(diǎn)，專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)強(qiáng)調(diào)針對(duì)性和實(shí)用性。去除原教材中低效率、落后的加工技術(shù)和方法，著重介紹新方法、新技術(shù)。

光學(xué)玻璃材料部分。光學(xué)玻璃是光學(xué)加工的主體。光學(xué)玻璃的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是決定光學(xué)工藝的重要因素，原教材對(duì)這部分介紹略顯單薄，對(duì)于從事與光學(xué)玻璃材料性質(zhì)相關(guān)的研制生產(chǎn)工作，這些理論根本不夠。

冷加工部分。近些年，國(guó)內(nèi)光學(xué)零件冷加工技術(shù)發(fā)展很快。古典法加工為主的逐漸被高速加工技術(shù)取代，對(duì)加工機(jī)理的理論部分，以前的教材略顯不足。在新教材中更多體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)光學(xué)玻璃加工機(jī)理理論，以及從生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)出來(lái)的實(shí)用工序間的匹配技術(shù)。以前由于沒(méi)有計(jì)算機(jī)，工藝編制和模具計(jì)算都相當(dāng)麻煩而費(fèi)時(shí)，新教材在這方面做出很大的改變，使用精確公式，學(xué)生可使用編程方法解決實(shí)踐中的計(jì)算問(wèn)題。

實(shí)用資料。學(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入企業(yè)，除了要掌握技術(shù)，還有許多需要掌握的實(shí)用資料。企業(yè)為了競(jìng)爭(zhēng)而重視質(zhì)量。在光學(xué)行業(yè)，近年來(lái)國(guó)家已出臺(tái)了不少光學(xué)加工方面的標(biāo)準(zhǔn)，用以規(guī)范光學(xué)產(chǎn)品的質(zhì)量。這些資料以前教材未曾涉獵，新教材在這方面有相應(yīng)介紹。

特種工藝。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和地方特色的不斷變化，課程的內(nèi)容也應(yīng)緊跟光電企業(yè)發(fā)展主流，將實(shí)際生產(chǎn)中的新知識(shí)、新技術(shù)、新工藝、新方法不斷充實(shí)到教學(xué)內(nèi)容中去。為此，教材中選用適度超前的內(nèi)容。如光學(xué)晶體、光學(xué)纖維、梯度折射透鏡及非球面的加工、超光滑表面加工技術(shù)等。

（二）理論教學(xué)手段改革

結(jié)合光學(xué)零件加工技術(shù)課程的實(shí)踐性強(qiáng)、涉及學(xué)科較多、重點(diǎn)難把握等特點(diǎn)，課程采用了實(shí)物教學(xué)法、實(shí)例討論式教學(xué)法和研究型教學(xué)法相結(jié)合的靈活多樣的教學(xué)方法。

（1）實(shí)物教學(xué)法

將光學(xué)零件或相關(guān)材、輔料等實(shí)物引入課堂教學(xué)，如透鏡、棱鏡、反射鏡、磨具、磨料等，教師將實(shí)物與授課內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，可以很好地將一些抽象的概念以簡(jiǎn)單形象的形式展示出來(lái)。

（2）討論式教學(xué)法

教師有意識(shí)地給出與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題。比如講到具如拋光工藝時(shí)，提出為了得到光學(xué)鏡面，如何選擇工裝夾具、磨料以及其它工藝參數(shù)等問(wèn)題，通過(guò)具體問(wèn)題引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生思考，使學(xué)生在思考、討論和解決問(wèn)題的過(guò)程中逐步了解和掌握主要工序、加工原理、工藝參數(shù)以及所涉及的材輔料、加工設(shè)備、檢測(cè)儀器等。

（3）研究型教學(xué)方法

將一些與課程內(nèi)容有關(guān)的實(shí)際科研問(wèn)題帶入課堂，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。例如在學(xué)習(xí)高精度平面的加工技術(shù)時(shí)，將超光滑表面光學(xué)零件的加工技術(shù)作為科研問(wèn)題帶給學(xué)生，指出如何得到超光滑表面的光學(xué)零件、如何測(cè)量如此高要求的面形和粗糙度等是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生分析關(guān)鍵問(wèn)題所在以及解決的問(wèn)題的思路，讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，發(fā)揮他們的聰明才智。[7]這些教學(xué)方法使學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己學(xué)習(xí)的知識(shí)與最新的高科技是息息相關(guān)的，還有很多高技術(shù)的實(shí)際問(wèn)題需要現(xiàn)在所學(xué)習(xí)的知識(shí)去解決，從而激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。

（4）信息技術(shù)手段在教學(xué)中應(yīng)用

針對(duì)“光學(xué)零件加工技術(shù)”課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，將多媒體教學(xué)課件和網(wǎng)絡(luò)課件全面用于課堂教學(xué)。多媒體教學(xué)課件包括現(xiàn)場(chǎng)錄像、三維動(dòng)畫、圖片、聲音解說(shuō)、文本，徹底地將復(fù)雜的光學(xué)零件加工過(guò)程或概念生動(dòng)、形象地表現(xiàn)出來(lái)，使授課內(nèi)容變得生動(dòng)、豐富、活潑，學(xué)生可以更直觀地理解教學(xué)內(nèi)容，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，收到良好的教學(xué)效果。網(wǎng)絡(luò)課件可將與課程有關(guān)的教學(xué)課件、習(xí)題和習(xí)題答案、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)均上網(wǎng)，并啟用了網(wǎng)上答疑、討論、在線測(cè)試、網(wǎng)上提交作業(yè)等功能，學(xué)生可以在課外自主學(xué)習(xí)。[8]

（5）作業(yè)、考試等教改舉措

為了更加合理的考核學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生平時(shí)自覺學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，采用將學(xué)生平時(shí)成績(jī)納入到最后的考核。按照理論知識(shí)、動(dòng)手能力、創(chuàng)新素質(zhì)并重的培養(yǎng)目標(biāo)，課程考核采用理論考試成績(jī)+平時(shí)作業(yè)+課堂表現(xiàn)+實(shí)驗(yàn)成績(jī)=100分來(lái)進(jìn)行考核與評(píng)價(jià)。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

“光學(xué)零件加工技術(shù)”課程的課堂講授與加工實(shí)踐是相輔相成的。改革不僅要改革教材，實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)也是相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)。授課與加工實(shí)驗(yàn)應(yīng)穿行，使學(xué)生學(xué)到立體的知識(shí)。因此，與教材相配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)置也是本課程教材改革的一大內(nèi)容。建立功能齊全的光學(xué)工藝實(shí)踐教學(xué)體系，拓寬學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系渠道。密切學(xué)校與更多企業(yè)的合作，充分發(fā)揮企業(yè)作為專業(yè)實(shí)習(xí)基地的作用，并選聘經(jīng)驗(yàn)豐富、能力突出的企業(yè)工程技術(shù)人員作為指導(dǎo)教師。[9]課程制定了與本課程相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)原則：認(rèn)知實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)相結(jié)合，綜合實(shí)驗(yàn)與理論課程相結(jié)合，選修實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，工程創(chuàng)新能力訓(xùn)練與畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，具體關(guān)系如下圖。

（1）認(rèn)知實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)相結(jié)合，感知光學(xué)零件制造工藝特點(diǎn)

學(xué)生需要在課程老師的指導(dǎo)下，完成平面、球面光學(xué)零件的全部加工過(guò)程，包括下料、銑磨、精磨、拋光、定心磨邊、鍍膜等加工過(guò)程和相應(yīng)的光學(xué)零件加工過(guò)程中的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)。主要目的是幫助學(xué)生了解光學(xué)零件加工基本流程、使用設(shè)備和儀器的結(jié)構(gòu)和功能、基本裝置功能、進(jìn)行動(dòng)手能力訓(xùn)練。

（2）綜合實(shí)驗(yàn)與理論課程相結(jié)合，深入了解課程內(nèi)涵

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生熟悉了光學(xué)零件制造工藝全過(guò)程，對(duì)于光學(xué)零件制造過(guò)程中所涉及到的裝備原理和功能也有了初步了解。隨著理論課程的進(jìn)行，學(xué)生進(jìn)一步了解了光學(xué)零件加工工藝過(guò)程中對(duì)零件精度控制機(jī)理和加工制造原理和方法。

（3）選修實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，延續(xù)課程工程實(shí)踐訓(xùn)練

為彌補(bǔ)課程學(xué)時(shí)的限制，充分利用實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)質(zhì)資源，通過(guò)教學(xué)研究的方式探索了面向本科生開設(shè)選修實(shí)驗(yàn)的可行性，并制定選修實(shí)驗(yàn)開設(shè)條例，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生在課外時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)深入進(jìn)行與課程相關(guān)的研究型實(shí)驗(yàn)。[10]

（4）畢業(yè)設(shè)計(jì)與工程創(chuàng)新能力訓(xùn)練相結(jié)合，強(qiáng)化工程能力訓(xùn)練

在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意在學(xué)課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行開拓性科研實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到強(qiáng)化光學(xué)零件制造工程能力綜合訓(xùn)練目的。

結(jié)論

通過(guò)對(duì)課程的全面改革及方案實(shí)施，使教材內(nèi)容充實(shí)、新穎，形成一套針對(duì)本科生的完整光學(xué)加工理論體系；在理論教學(xué)中，學(xué)生的積極性、主動(dòng)性明顯提高，分析解決問(wèn)題的能力增強(qiáng)，尤其研究型教學(xué)方法使學(xué)生得到更多實(shí)際鍛煉，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神；實(shí)踐環(huán)節(jié)中，認(rèn)知實(shí)驗(yàn)與實(shí)習(xí)相結(jié)合、綜合實(shí)驗(yàn)與理論課程相結(jié)合、選修實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合、畢業(yè)設(shè)計(jì)與工程創(chuàng)新能力訓(xùn)練相結(jié)合方法方式，幫助學(xué)生感知光學(xué)零件制造工藝特點(diǎn)，為學(xué)生進(jìn)行光學(xué)零件工藝學(xué)課程學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，有助于學(xué)生深入理解課程內(nèi)涵，并達(dá)到了強(qiáng)化光學(xué)零件制造工程能力綜合訓(xùn)練的目的。

教研課題：精密刻劃技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容、方法改革研究與實(shí)踐（201022320）

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現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞： 共形光學(xué)； 整流罩； 二次曲面； 像差

中圖分類號(hào)： O435.2； O439文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 1673-5048（2016）01-0050-05

Abstract： Take the ellipsoidal domes， parabolic domes and hyperbolic surface domes with draw ratio of 1， refractive index of 2.25， thickness of 4 mm as subjects to research the aberration characteristics of conicoidal conformal domes. In order to deep get the influence of objective field of view and instantaneous field of view on the aberration generated from conformal domes， the hemi spherical domes and defocused hemi spherical domes are modeled for reference， and the aberration characteristics and variation law of the five kinds of basic conformal domes are obtained. The research and results establish foundation for the followup study of optimal surface configuration and aberration correction method of conformal domes.

Key words： conformal optics； domes； conicoidal surface； aberrations

0引言

長(zhǎng)期以來(lái)， 導(dǎo)引頭整流罩都是以半球形整流罩為主。 半球形整流罩產(chǎn)生少量像差且易于校正， 其加工及檢測(cè)也極為方便。 然而， 裝配半球形整流罩的導(dǎo)彈在高速飛行時(shí)， 會(huì)產(chǎn)生很大的空氣阻力系數(shù)以及嚴(yán)重的氣動(dòng)加熱效應(yīng)， 導(dǎo)致整流罩破裂。

因此現(xiàn)代光學(xué)整流罩的設(shè)計(jì)需要同時(shí)兼顧空氣動(dòng)

力學(xué)效應(yīng)和光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。 共形整流罩就是在這樣的背景下提出的， 以減小空氣阻力系數(shù)為主， 增強(qiáng)光學(xué)成像質(zhì)量為輔， 很好地滿足了現(xiàn)代導(dǎo)彈光學(xué)整流罩的設(shè)計(jì)要求， 成為現(xiàn)代整流罩技術(shù)中的研究熱點(diǎn)[1-11]。

對(duì)于目前光學(xué)制造與檢測(cè)工藝水平來(lái)說(shuō)， 二次曲面光學(xué)整流罩的加工及檢測(cè)技術(shù)已較為成熟。 橢球整流罩具有相對(duì)較好的光學(xué)成像質(zhì)量， 一直是共形光學(xué)技術(shù)的研究熱點(diǎn)[12-14]， 但它并不具有最佳的空氣動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)， 其空氣阻力系數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于拋物面整流罩和雙曲面整流罩。 然而， 到目前為止針對(duì)拋物面和雙曲面整流罩結(jié)構(gòu)的研究卻很少， 因?yàn)閽佄锩婧碗p曲面整流罩產(chǎn)生大量的像差， 且難以校正[15]。 為了促進(jìn)共形光學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 在著重分析二次曲面共形整流罩的像差特性的同時(shí)，

建立了球形整流罩與離焦的球形整流罩模型進(jìn)行類比， 進(jìn)而總結(jié)共形整流罩所引入像差的變化特性。

1模型的建立與像差特性分析

由于共形光學(xué)整流罩在非零目標(biāo)視場(chǎng)下并不具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性， 因此傳統(tǒng)的賽德像差理論就無(wú)法評(píng)價(jià)其光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。 本文主要通過(guò)分析在系統(tǒng)出瞳處澤尼克像差系數(shù)隨視場(chǎng)的變化來(lái)定量評(píng)價(jià)共形光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量。 利用一個(gè)理想光學(xué)系統(tǒng)代替整流罩后方實(shí)際成像系統(tǒng)來(lái)研究由整流罩所引入像差的特性。 共形光學(xué)系統(tǒng)瞬時(shí)視場(chǎng)為2°， 整流罩厚度為4 mm， 材料選擇ZnS， 光譜范圍為3～5 μm。

1.1半球形整流罩像差特性

半球形整流罩光學(xué)系統(tǒng)如圖1所示。 其外表面與內(nèi)表面的面形一致， 外表面口徑為180 mm， 整流罩為4 mm等厚度結(jié)構(gòu)， 萬(wàn)向架回轉(zhuǎn)中心位于整流罩球心處。 當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)掃描時(shí)， 各目標(biāo)視場(chǎng)下半球形整流罩具有相同的面形。

基于澤尼克像差理論將入射波前在光學(xué)系統(tǒng)出瞳處進(jìn)行分解， 利用澤尼克系數(shù)表示像差的大小， 進(jìn)而得到半球形整流罩光學(xué)系統(tǒng)三階澤尼克像差曲線如圖2所示。 不同目標(biāo)視場(chǎng)下， 半球形整流罩三階像差恒定不變。 瞬時(shí)視場(chǎng)下， 半球形整流罩像散和彗差如圖3（a）～（b）所示， 不同瞬時(shí)視場(chǎng)下， 半球形整流罩像差變化較小。

會(huì)利用其旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性， 但是實(shí)際上完美的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)并不存在， 因此本節(jié)對(duì)離焦的半球形整流罩進(jìn)行研究， 對(duì)共形光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。 將理想透鏡沿光軸方向移動(dòng)20 mm， 變化后的離焦半球形整流罩光學(xué)系統(tǒng)如圖4所示。

采用相同的方法， 得到離焦半球形整流罩三階澤尼克像差曲線如圖5所示。 從圖中可以看出， 目標(biāo)視場(chǎng)不同， 像差大小發(fā)生變化。

在0°目標(biāo)視場(chǎng)下的離焦半球形整流罩像散和彗差見圖6（a）～（b）， 可以看出整個(gè)系統(tǒng)所引入的像差很小， 這與半球形整流罩是一致的。 在40°目標(biāo)視場(chǎng)下的離焦半球形整流罩像散和彗差見圖7（a）～（b）， 當(dāng)萬(wàn)向架旋轉(zhuǎn)40°時(shí)， 系統(tǒng)像差很大， 嚴(yán)重影響了光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量， 因此像差必須被校正。

1.3橢球形整流罩像差特性

橢球形整流罩光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。 其長(zhǎng)徑比為2， 外表面口徑為180 mm， 厚度為4 mm。

橢球形整流罩三階澤尼克像差曲線如圖9所示。 與離焦半球形整流罩相似， 像散和彗差隨著目標(biāo)視場(chǎng)的變化也發(fā)生變化。 其中像散隨目標(biāo)視場(chǎng)

的變化， 從0°緩慢變大， 在10°視場(chǎng)左右開始減小， 然后再次增大， 且變化明顯。 與離焦半球形整流罩一致， 橢球形整流罩所產(chǎn)生的彗差也很小， 隨著目標(biāo)視場(chǎng)的增加， 其變化并不明顯。 對(duì)于0°目標(biāo)視場(chǎng)附近， 橢球形整流罩所引入的像差基本不變， 在小視場(chǎng)范圍內(nèi)橢球形整流罩頂點(diǎn)附近可以近似看成一個(gè)球面， 具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性， 其所引入的像差變化規(guī)律與半球形對(duì)稱結(jié)構(gòu)整流罩一致。 當(dāng)目標(biāo)視場(chǎng)逐漸變大時(shí)， 橢球形整流罩的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性被

破壞， 由球面元件變成柱面元件， 進(jìn)而引入嚴(yán)重的動(dòng)態(tài)像差。 這就是共形光學(xué)系統(tǒng)的基本像差特性。

在0°目標(biāo)視場(chǎng)下的橢球形整流罩像散和彗差如圖10（a）～（b）所示， 圖中三階像散和慧差基本在0°附近震蕩， 變化很小。 在40°目標(biāo)視場(chǎng)下的橢球形整流罩像散和彗差見圖11（a）～（b）， 當(dāng)目標(biāo)

視場(chǎng)增大到40°時(shí)， 彗差的變化并不明顯， 而像散的變化卻非常劇烈， 這與離焦結(jié)構(gòu)的半球形整流罩所得到的結(jié)論是基本一致的。

1.4拋物面整流罩像差特性

建立的拋物面整流罩光學(xué)系統(tǒng)如圖12所示， 該系統(tǒng)與橢球形整流罩具有相同的光學(xué)參數(shù)。

拋物面整流罩三階澤尼克像差曲線如圖13所示。 圖中， 拋物面整流罩所引入的動(dòng)態(tài)像差更為劇烈。 相對(duì)于橢球形整流罩而言， 像散和彗差的變化趨勢(shì)相似， 然而像差的P-V值較大。

在0°目標(biāo)視場(chǎng)下， 拋物面整流罩像散和彗差如圖14（a）～（b）所示， 其與離焦的半球形整流罩和橢球形整流罩像差變化趨勢(shì)相同。 不同之處在

于， 隨著瞬時(shí)視場(chǎng)增大， 拋物面整流罩像散和彗差變化更加劇烈。 在40°目標(biāo)視場(chǎng)下， 拋物面整流罩像散和彗差如圖15（a）～（b）所示， 從圖中可以看出， 系統(tǒng)的像散和彗差隨著瞬時(shí)視場(chǎng)的增大基本保持不變。

1.5雙曲面整流罩像差特性

建立的雙曲面整流罩結(jié)構(gòu)見圖16， 得到的雙曲面整流罩三階澤尼克像差曲線如圖17所示。

從圖17中可以看出， 在所有二次曲面結(jié)構(gòu)的共形整流罩中， 雙曲面整流罩所引入的動(dòng)態(tài)像差最大。 像散和彗差的P-V值大約為拋物面整流罩和橢球形整流罩的2倍左右。 像散系數(shù)在目標(biāo)視場(chǎng)為0°時(shí)， 其值也為0。 隨著目標(biāo)視場(chǎng)的增加， 像散逐漸變大且數(shù)值為正， 在10°左右時(shí)達(dá)到峰值為正向最大， 當(dāng)目標(biāo)視場(chǎng)達(dá)到40°時(shí)， 其大小達(dá)到谷值為逆向最大。 彗差與像散的變化規(guī)律基本一致， 三

階球差系數(shù)相對(duì)于其他二次曲面面型的整流罩的變化也是更大的。 然而隨著目標(biāo)視場(chǎng)的增加， 各種像差的變化也趨于穩(wěn)定， 基本保持不變。

2結(jié)論

通過(guò)對(duì)不同二次曲面整流罩模型的三階澤尼克像差和視場(chǎng)圖的分析， 以具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的半球形整流罩和離焦半球形整流罩為標(biāo)準(zhǔn)， 將二次曲面共形整流罩像差變化規(guī)律歸納為以下四點(diǎn)：

（1） 二次曲面光學(xué)整流罩、 離焦半球形整流罩等不具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)的整流罩， 都會(huì)引入隨目標(biāo)視場(chǎng)變化而動(dòng)態(tài)變化的像差；

（2） 離焦半球形整流罩、 橢球形整流罩、 拋物面整流罩和雙曲面整流罩， 在相同條件下， 隨著整流罩頂點(diǎn)曲面半徑的減小， 引入的像差逐漸增大；

（3） 當(dāng)目標(biāo)視場(chǎng)為0°時(shí)， 與視場(chǎng)有關(guān)的像差隨著瞬時(shí)視場(chǎng)的增加迅速變大， 然而隨著目標(biāo)視場(chǎng)的增加， 這種變化趨于緩慢。 當(dāng)目標(biāo)視場(chǎng)到達(dá)40°時(shí)， 與視場(chǎng)有關(guān)的像差如像散、 彗差隨著瞬時(shí)視場(chǎng)的增加基本保持不變。

（4） 與視場(chǎng)有關(guān)的像差隨著目標(biāo)視場(chǎng)的增加逐漸增加， 當(dāng)?shù)竭_(dá)波峰值即正向極大值后， 逐漸減小， 到達(dá)波谷即逆向極大值。

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現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)范文第3篇

【關(guān)鍵詞】制造技術(shù)；生產(chǎn)模式；柔性；信息；對(duì)策

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，越來(lái)越多的制造企業(yè)開始將大量的人力、財(cái)力和物力投入到先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式的研究和實(shí)施策略之中。改革開放以來(lái)，我國(guó)制造科學(xué)技術(shù)有日新月異的變化和發(fā)展，確立了社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，但與先進(jìn)的國(guó)家相比仍有一定差距，為了迎接新的挑戰(zhàn)，必須認(rèn)清制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，縮短與先進(jìn)國(guó)家的差距，使我國(guó)的產(chǎn)品上質(zhì)量、上效率、上品種和上水平，以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，因此，對(duì)制造技術(shù)及制造模式的研究和實(shí)施是擺在我們面前刻不容緩的重要任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)跨入世界先進(jìn)行列。

一、機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)的制造業(yè)是將物料、能源、設(shè)備、資金、技術(shù)、信息和人力等制造資源通過(guò)先進(jìn)的制造技術(shù)、先進(jìn)的管理技術(shù)和先進(jìn)的制造過(guò)程轉(zhuǎn)變成人類需求產(chǎn)品的行業(yè)。行業(yè)追求的目標(biāo)是：高質(zhì)量、高效率、高柔性、低成本、低勞動(dòng)力、低消耗、品種多和規(guī)格全的產(chǎn)品，因此， 21世紀(jì)的機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）精密化

精密加工、特種加工、超精密加工技術(shù)、微型機(jī)械是現(xiàn)代化機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展的方向之一。精密和超精密加工技術(shù)包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特種加工和復(fù)合加工(如機(jī)械化學(xué)研磨、超聲磨削和電解拋光等)三大領(lǐng)域。超精密加工技術(shù)己向納米(l nm=10-3μm)技術(shù)發(fā)展。納米技術(shù)己在納米機(jī)械學(xué)、納米電子學(xué)和納米材料技術(shù)得到了應(yīng)用。因此，它促進(jìn)了機(jī)械科學(xué)、光學(xué)科學(xué)、測(cè)量科學(xué)和電子科學(xué)的發(fā)展。

（二）自動(dòng)化

自動(dòng)化技術(shù)自20世紀(jì)初出現(xiàn)以后，經(jīng)歷了由剛性自動(dòng)化向柔性自動(dòng)化的發(fā)展過(guò)程，自動(dòng)化技術(shù)的成功應(yīng)用，不但提高了效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，還可以代替人去完成危險(xiǎn)場(chǎng)合的工作。對(duì)于批量較大的生產(chǎn)自動(dòng)化，可通過(guò)機(jī)床自動(dòng)化改裝、應(yīng)用自動(dòng)機(jī)床、專用組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線來(lái)完成。小批量生產(chǎn)自動(dòng)化可通過(guò)NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等來(lái)完成。在未來(lái)的自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，將更加重視人在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用。

（三）信息化

信息、物質(zhì)和能量是制造系統(tǒng)的三要素。產(chǎn)品制造過(guò)程中的信息投入，己成為決定產(chǎn)品成本的主要因素。制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是對(duì)制造過(guò)程中各種信息資源的采集、輸入、加工和處理過(guò)程，最終形成的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)，因此可以把信息看作是一種產(chǎn)業(yè)，包括在制造之中。為此一些企業(yè)開始利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路、衛(wèi)星傳遞數(shù)據(jù)等實(shí)現(xiàn)異地生產(chǎn)。使生產(chǎn)分散網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)高柔性生產(chǎn)的需要。

（四）柔性化

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人民生活水平不斷提高，促使產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷加快，這就要求現(xiàn)代企業(yè)必須具備一定的生產(chǎn)柔性來(lái)滿足市場(chǎng)多變的需要。所謂柔性，是指一個(gè)制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力，它與系統(tǒng)方案、人員和設(shè)備有關(guān)。系統(tǒng)方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人員柔性是指操作人員能保證加工任務(wù)，完成數(shù)量和時(shí)間要求的適應(yīng)能力。設(shè)備柔性是指機(jī)床能在短期內(nèi)適應(yīng)新零件的加工能力。

（五）集成化

集成是綜合自動(dòng)化的一個(gè)重要特征。集成的作用是將原來(lái)獨(dú)立運(yùn)行的多個(gè)單元系統(tǒng)集成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的和功能更強(qiáng)的新系統(tǒng)。集成不是簡(jiǎn)單的連接，是經(jīng)過(guò)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，分析原單元系統(tǒng)的作用和相互關(guān)系并進(jìn)行優(yōu)化重組而實(shí)現(xiàn)的。集成化的目的是實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)的功能集成，功能集成要借助現(xiàn)代管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)集成，同時(shí)還要強(qiáng)調(diào)人的集成，由于系統(tǒng)中不可能沒(méi)有人，系統(tǒng)運(yùn)行的效果與企業(yè)經(jīng)營(yíng)思想、運(yùn)行機(jī)制、管理模式都與人有關(guān)，因此在技術(shù)上集成的同時(shí)，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理與人的集成。

（六）智能化

智能化是制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)之一。智能制造技術(shù)(IMT)是將人工智能融入制造過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，在整個(gè)制造過(guò)程中貫徹智力活動(dòng)，使系統(tǒng)柔性的方式集成起來(lái)，通過(guò)模擬人類專家的智能活動(dòng)，取代或延伸制造系統(tǒng)中的部分腦力勞動(dòng)，在制造過(guò)程中系統(tǒng)能自動(dòng)監(jiān)測(cè)其運(yùn)行狀態(tài)，在受到外界干擾或內(nèi)部激勵(lì)能自動(dòng)調(diào)整其參數(shù)，以達(dá)到最佳狀態(tài)和具備自組織能力。

二、先進(jìn)的制造模式

機(jī)械制造業(yè)發(fā)展趨勢(shì)表明，只有采用先進(jìn)的制造技術(shù)并能實(shí)施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趨勢(shì)。制造模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營(yíng)、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運(yùn)作模式。

（一）精良生產(chǎn)(LP)與獨(dú)立制造島(AMI)

20世紀(jì)90年代美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)提出精良生產(chǎn)(LP)概念。它的特征是：（1）重視客戶需求，以最快的速度和適宜的價(jià)格提供質(zhì)量?jī)?yōu)良的適銷新產(chǎn)品去占領(lǐng)市場(chǎng)，并向客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。（2）重視人的作用，強(qiáng)調(diào)一專多能，推行小組自治工作制，賦予每個(gè)工段有一定的獨(dú)立自主權(quán)，運(yùn)行企業(yè)文化。（3）精簡(jiǎn)一切生產(chǎn)中不創(chuàng)造價(jià)值的工作，減少管理層次，精簡(jiǎn)組織結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程，減少非生產(chǎn)費(fèi)用，強(qiáng)調(diào)一體化質(zhì)量保證。（4）精益求精、持續(xù)不斷的改進(jìn)生產(chǎn)、降低成本、零廢品、零庫(kù)存和產(chǎn)品品種多樣化。

獨(dú)立制造島是教授根據(jù)在引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，必須改革生產(chǎn)組織的角度提出新的生產(chǎn)模式。獨(dú)立制造島的技術(shù)構(gòu)思是：以GT為基礎(chǔ)，以NC機(jī)床為核心，強(qiáng)調(diào)信息流的自動(dòng)化和以人為中心的生產(chǎn)模式，它的特征是：組織、人員和技術(shù)三者的有機(jī)集成，面向車間、權(quán)力下放、綜合治理，并以獲取經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)。AMI是發(fā)展中國(guó)家走向工廠自動(dòng)化的重要途徑，它的推廣對(duì)中國(guó)機(jī)械制造業(yè)轉(zhuǎn)向市場(chǎng)機(jī)制，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)意義重大。

（二）敏捷制造與虛擬制造

美國(guó)通用汽車公司與里海大學(xué)于1988年提出了敏捷制造(AM)，AM是在不可預(yù)測(cè)的持續(xù)變化的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中取得繁榮成長(zhǎng)，并具有能對(duì)客戶需求的產(chǎn)品和服務(wù)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)做出迅速響應(yīng)的生產(chǎn)模式。AM的特征是：（1）制造資源的集成性，企業(yè)間聯(lián)作集成。充分發(fā)揮各企業(yè)的長(zhǎng)處，針對(duì)限定市場(chǎng)的目標(biāo)要求共同合作完成任務(wù)。（2）具有需求響應(yīng)的快捷性和高度的制造柔性。制造柔性是指制造企業(yè)對(duì)市場(chǎng)要求迅速轉(zhuǎn)產(chǎn)和能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多品種變批量的快速制造。（3）充分發(fā)揮人的作用，不斷提高企業(yè)職工素質(zhì)和教育水平，優(yōu)化人機(jī)功能分配。

虛擬制造(VM)是國(guó)際上提出的新概念。VM與AM聯(lián)系密切。VM的特征是：當(dāng)市場(chǎng)新的機(jī)遇出現(xiàn)時(shí)，組織幾個(gè)有關(guān)公司聯(lián)作，把不同的公司，不同地點(diǎn)的工廠或車間重新組織協(xié)調(diào)工作。在運(yùn)行之前必須分析組合是否最優(yōu)，能否協(xié)調(diào)運(yùn)行，以及投產(chǎn)后的效益和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，這種聯(lián)作公司稱虛擬公司。虛擬公司在一定的環(huán)境和條件下通過(guò)虛擬制造系統(tǒng)運(yùn)行，包括物理基礎(chǔ)、法律保障、社會(huì)環(huán)境和信息技術(shù)。因此研究開發(fā)虛擬制造技術(shù)(VMT)和虛擬制造系統(tǒng)(VMS)意義重大，美國(guó)稱AM為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

（三）集成制造與智能制造

美國(guó)哈林頓博士在“計(jì)算機(jī)和集成制造”一書中提出計(jì)算機(jī)和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心內(nèi)容是：制造企業(yè)從市場(chǎng)預(yù)測(cè)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理直至售后服務(wù)是一個(gè)不可分割的整體，需要統(tǒng)籌考慮。整個(gè)制造過(guò)程的實(shí)質(zhì)是信息采集、傳遞和加工過(guò)程，最終生產(chǎn)的產(chǎn)品可看作是信息的物質(zhì)表現(xiàn)。集成是CIM的核心，這種集成不僅是物的集成，更主要的是以信息集成為特征的技術(shù)集成和功能集成，計(jì)算機(jī)是集成的工具，計(jì)算機(jī)和輔助各單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息交換是橋梁，信息共享是關(guān)鍵。集成的目的在于制造企業(yè)組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的合理化和最優(yōu)化，以提高企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，并追求最高整體效益和長(zhǎng)期效益。

智能制造(IM)是美國(guó)出版研究IM和IMS書籍中首先提出的。它的特征是：在制造工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的高度柔性與高度集成的方式，通過(guò)計(jì)算機(jī)和模擬人類專家的智能活動(dòng)，進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策，旨在取代或延伸制造環(huán)境中人的部分腦力勞動(dòng)，并對(duì)人類專家的制造智能進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、完善、共享、繼承與發(fā)展。

三、存在差距和實(shí)施策略

改革開放以來(lái)，通過(guò)技術(shù)改造和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)，使我國(guó)的制造工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但和先進(jìn)國(guó)家相比還存在很大差距，表現(xiàn)在：技改投入相對(duì)不足，原有技術(shù)基礎(chǔ)和研究開發(fā)能力薄弱，制造業(yè)產(chǎn)品落后，技術(shù)水平低，信息含量少，更新?lián)Q代慢，以及市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理、人才素質(zhì)相對(duì)落后，缺乏國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。面對(duì)這樣形勢(shì)，發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式已經(jīng)到了刻不容緩的地步。為了使我國(guó)的制造業(yè)站在世界先進(jìn)行列，必須采取相適應(yīng)的措施和策略。

（一）人才是關(guān)鍵。發(fā)展和推廣先進(jìn)的制造技術(shù)、實(shí)施先進(jìn)的制造模式人才是關(guān)鍵。我國(guó)是社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制，研究先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)的生產(chǎn)模式其根本目的是制造出有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品去占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和國(guó)際市場(chǎng)，科技人員必須強(qiáng)化市場(chǎng)意識(shí)，因此人才的培養(yǎng)要注意市場(chǎng)導(dǎo)向。要有產(chǎn)業(yè)觀念、企業(yè)觀念、信息觀念、競(jìng)爭(zhēng)觀念和效益觀念?？萍既藛T要懂得市場(chǎng)營(yíng)銷、經(jīng)營(yíng)管理和經(jīng)濟(jì)法。要拓寬學(xué)科領(lǐng)域，更新教育內(nèi)容與方法，培養(yǎng)一支了解和掌握機(jī)械工程科學(xué)的前沿技術(shù)人才，加速先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和實(shí)施，為市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

（二）加強(qiáng)政策與法規(guī)建設(shè)， 建立強(qiáng)有力的宏觀調(diào)控機(jī)制。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，國(guó)家仍應(yīng)制訂科學(xué)的制造產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和制造技術(shù)進(jìn)步的總體規(guī)劃，以及相應(yīng)的法規(guī)政策。避免重復(fù)建設(shè)、重復(fù)生產(chǎn)和重復(fù)引進(jìn)的事情發(fā)生，要盡可能減少和避免市場(chǎng)盲目競(jìng)爭(zhēng)造成的損失。

（三）發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式。對(duì)于一些先進(jìn)的制造技術(shù)和先進(jìn)的制造模式，要根據(jù)我國(guó)現(xiàn)實(shí)存在的技術(shù)水平和能力向前發(fā)展，避免盲目的追求目前實(shí)施有一定困難的理想的先進(jìn)科學(xué)制造技術(shù)。目前要積極發(fā)展適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的制造模式。

（四）建立與發(fā)展我國(guó)自主的 NC、MC、CAD、CAM、FMS、CAT、CIM、IMS等制造自動(dòng)化單元技術(shù)，結(jié)合實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有成熟技術(shù)的有效結(jié)合。同時(shí)要有組織有計(jì)劃的引進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行消化和吸收。對(duì)于引進(jìn)的并行工程(CE)、敏捷制造(AM)、精良生產(chǎn)(LP)、智能制造( IM)等先進(jìn)制造模式要根據(jù)它們的技術(shù)構(gòu)思和特征開發(fā)創(chuàng)新成適合我國(guó)國(guó)情的生產(chǎn)模式，(如獨(dú)立制造島)以使企業(yè)適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的需要。

現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)范文第4篇

【關(guān)鍵詞】貴金屬；發(fā)展前景；應(yīng)用

一、引言

隨著近代工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，資源相對(duì)短缺的貴金屬逐步成為工業(yè)和先進(jìn)技術(shù)不可缺少的關(guān)鍵支撐材料，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)維他命”。貴金屬主要包括鈀、鉑、銥、鋨、銠、釕、金、銀八個(gè)元素。其中，以鉑為代表的鉑、銥、釕、鋨、鈀、銠六個(gè)元素又被稱為鉑族金屬，鉑金屬對(duì)于國(guó)家安全的保障性資源有著密切相關(guān)的聯(lián)系，它大量用于國(guó)家武器裝備中高精度、高穩(wěn)定和關(guān)鍵部件使用，也廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的高新技術(shù)行業(yè)，近年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代化科技技術(shù)的發(fā)展對(duì)于貴金屬材料的需求量越來(lái)越大，目前的貴金屬市場(chǎng)已無(wú)法滿足需求，急需發(fā)展我國(guó)貴金屬行業(yè)市場(chǎng)。

二、貴金屬行業(yè)的發(fā)展前景

（一）向產(chǎn)業(yè)上游延伸，貴金屬資源可以循環(huán)利用

面對(duì)貴金屬產(chǎn)量需求的逐年增加而導(dǎo)致不可再生資源的減少，全球各國(guó)也加大了對(duì)貴金屬儲(chǔ)備，如表1各國(guó)的黃金儲(chǔ)備情況，從表中可以看出，各國(guó)的黃金儲(chǔ)備變動(dòng)小，另外外售的也逐年減低。因此面對(duì)不可再生資源的貴金屬，各國(guó)對(duì)貴金屬的可持續(xù)發(fā)展也逐漸日益重視，同時(shí)殘礦的回收和廢料回收產(chǎn)業(yè)所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)效益凸顯出來(lái)。貴金屬由于自身獨(dú)特的物理和化學(xué)特性使之作為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的和國(guó)防建設(shè)的重要材料，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，但是由于儲(chǔ)量有限，生產(chǎn)困難，產(chǎn)量不高，價(jià)格上漲等，使得越來(lái)越多的國(guó)家重視貴金屬前景的發(fā)展。目前美國(guó)的電子垃圾處理企業(yè)年利潤(rùn)已達(dá)2500萬(wàn)～3000萬(wàn)美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)研究分析，開采1噸銀大約需要30萬(wàn)元的費(fèi)用，回收1噸銀僅1萬(wàn)元；開采1盎司金需要250～300美元，回收1盎司金僅需100美元；回收舊手機(jī)中的廢電池1噸，就可以提煉出100克黃金，而普通的含金礦石（沙）每噸只能提出幾克金，多者不超過(guò)幾十克金。

序號(hào) 國(guó)家 2013年數(shù)量（噸） 相比2012年的變動(dòng) 黃金占外匯儲(chǔ)備百分百%

1. 美國(guó) 8133.5 0 76.9

2. 德國(guó) 3396.3 -4.7 74.2

3. 國(guó)際貨幣基金組織 2814.1 0.1 -

4. 意大利 2451.8 0 73.9

5. 法國(guó) 2435.8 0 73.7

6. 中國(guó) 1054.1 0 1.8

7. 瑞士 1040.1 0 16.8

8. 俄羅斯 873.6 36.9 9.6

9. 日本 765.2 0 3.3

10. 荷蘭 612.5 0 63.0

（二）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，對(duì)貴金屬的需求

貴金屬的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，加上可再生資源的緣故，各國(guó)都加大了對(duì)貴金屬的儲(chǔ)量。我國(guó)從事貴金屬研究和加工的企業(yè)不多，大多數(shù)企業(yè)產(chǎn)品品種單一、創(chuàng)新能力差、競(jìng)爭(zhēng)力弱。作為我國(guó)貴金屬研究和加工龍頭企業(yè)的貴研鉑業(yè)股份公司，年銷售額達(dá)15億元。但據(jù)貴研鉑業(yè)公司董事長(zhǎng)汪云曙介紹，貴研鉑業(yè)公司規(guī)模雖然在全球貴金屬專業(yè)公司中排名第五位，可與排名前四位的跨國(guó)公司相比，經(jīng)濟(jì)規(guī)模相差幾十倍甚至上百倍。目前我國(guó)高端工業(yè)產(chǎn)品用貴金屬制品主要依靠進(jìn)口，貴金屬跨國(guó)公司控制了中國(guó)70%以上的貴金屬市場(chǎng)份額。因此在中國(guó)無(wú)論是貴金屬的投資儲(chǔ)備需求，還是實(shí)際的應(yīng)用需求，其發(fā)展前景是十分誘人的，未來(lái)的中國(guó)會(huì)保持著全球最大的貴金屬的消費(fèi)和進(jìn)口國(guó)，這個(gè)是不會(huì)改變的。

（三）拓展下游產(chǎn)業(yè)，以科技研發(fā)為支撐，把成熟產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化

在某些傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)于貴金屬的需求會(huì)隨著這些產(chǎn)業(yè)的興衰而出現(xiàn)波動(dòng)，甚至出現(xiàn)行業(yè)淘汰，比如相機(jī)用膠卷?？萍嫉倪M(jìn)步和發(fā)展，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生劇烈的變遷，供應(yīng)狀況發(fā)生變動(dòng)，導(dǎo)致貴金屬價(jià)格出現(xiàn)劇烈波動(dòng)。我們可以在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型中，把貴金屬作為首選材料，用科學(xué)先進(jìn)的手段和工藝，發(fā)揮貴金屬的特性。比如白銀進(jìn)入了太陽(yáng)能，光伏產(chǎn)業(yè)等。

三、貴金屬行業(yè)的應(yīng)用

（一）廢舊貴金屬的回收，資源循環(huán)利用

隨著我國(guó)進(jìn)入電子產(chǎn)品的時(shí)代，目前報(bào)廢的電子產(chǎn)品越來(lái)越多，從2003年開始我國(guó)至少500萬(wàn)臺(tái)電視機(jī)、400萬(wàn)臺(tái)冰箱、600萬(wàn)臺(tái)洗衣機(jī)要報(bào)廢。手機(jī)、電腦的消費(fèi)也增加，其更新速度遠(yuǎn)高于家電，平均每年增加1000萬(wàn)臺(tái)就有500萬(wàn)臺(tái)進(jìn)入淘汰。如果不對(duì)這些廢舊重金屬進(jìn)行回收，環(huán)境污染，可用資源的不斷減少，將阻礙我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。1T的廢電池回收后可從中提煉出100g黃金，而普通的含金礦石（砂）每噸只能提出5g到幾十克，故舊手機(jī)相當(dāng)于高于金礦石。廢舊電池中的金、銀、鈀等物質(zhì)為貴金屬提供了很好的回收機(jī)會(huì)，回收工藝難度大，投資資金大。

（二）貴金屬在醫(yī)用上的應(yīng)用

雖然貴金屬材料在國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中很少被報(bào)道，但是它本身具有的獨(dú)特的抗腐蝕性、生理上的無(wú)毒性、良好的延展性及生物相容性，在醫(yī)療上的應(yīng)用也越來(lái)越重要。比如牙科領(lǐng)域的應(yīng)用，根據(jù)材料功能的劃分，可以分為變形合金、汞齊合金、鑄造合金和磁性合金等，其中汞齊合金和鑄造合金是牙科的主要兩大類牙用貴金屬材料。合金中化學(xué)成分中的貴金屬總量按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需≥25%；針療用針基本都是用貴金屬合金制作的，可以分為金針、銀針和硬針，不同的材料有不同的針療效果；醫(yī)用電子器材電極材料，用電極材料植入體內(nèi)或體外，大約有30-40中貴金屬材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用得到了很大的發(fā)展。最近的肺癌、食道癌治療中也有不少藥物含有順鉑，并繼順鉑之后，有希望的第二代抗癌藥物的研發(fā)，如碳鉑療效與順鉑相當(dāng)，毒性小，并開始用于臨床。

（三）貴金屬在我國(guó)國(guó)防安全中的應(yīng)用

從2008年開始，我國(guó)的鉑族金屬的消費(fèi)量是成為全球第二位，僅次于歐盟，超過(guò)了美國(guó)，鉑族金屬是直接關(guān)系國(guó)家的安全保障資源，用于各種武器裝備的高穩(wěn)定、高精度和使用條件苛刻的關(guān)鍵部件，比如在航空航天、航海工業(yè)和軍工用精密儀器中通常使用的彈簧片、膜盒、張絲、導(dǎo)電游絲、軸尖等元件，這些元件需要用貴金屬?gòu)椥圆牧现谱?，利用貴金屬材料具有高溫抗腐蝕性、高可靠性、高精度和長(zhǎng)的使用壽命，使用的貴金屬材料是鉑基和鈀幕彈性合金，如Pt-20Ag，Pt-（20-30）Pd-1OAg以及Pd-Au系和Au-Pd-Mo-Al等合金。另外在我國(guó)的“兩彈一星”、探月工程和大飛機(jī)工程等200余國(guó)防軍工重要工程中都大量應(yīng)用了貴金屬材料。

四、結(jié)論

貴金屬在21世紀(jì)發(fā)展應(yīng)用并展現(xiàn)的良好前景，已成為我國(guó)目前的重要研究對(duì)象之一。金屬應(yīng)用極廣，在高新技術(shù)的發(fā)展中處于重要地位。對(duì)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域和用途還會(huì)擴(kuò)大，起越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

現(xiàn)代光學(xué)制造技術(shù)范文第5篇

當(dāng)今的時(shí)代仍然是以強(qiáng)凌弱，以富欺貧的時(shí)代，政治上冷戰(zhàn)轉(zhuǎn)到經(jīng)濟(jì)上熱戰(zhàn)，綜合國(guó)力的競(jìng)爭(zhēng)，主要是經(jīng)濟(jì)實(shí)力、市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，是科技水平、產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵，是人才的競(jìng)爭(zhēng)。誰(shuí)擁有優(yōu)秀的人才就發(fā)達(dá)，成為強(qiáng)者。現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家正在利用他們經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)奪發(fā)展中國(guó)家優(yōu)秀人才，增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，教育經(jīng)費(fèi)投入不足，人才缺乏，優(yōu)秀人才更是寶貝。經(jīng)不起優(yōu)秀人才大量流失的折騰，因此我們?cè)谟懻撊瞬潘刭|(zhì)教育的時(shí)候，首先要研究跨世紀(jì)人才如何培養(yǎng)，不僅是培養(yǎng)出大量?jī)?yōu)秀人才，還要留住人才，用好人才，尊重知識(shí)，尊重人才，使各類人才有用武之地，有創(chuàng)造發(fā)明的工作條件，他們中大多數(shù)會(huì)扎根國(guó)內(nèi)。許多出國(guó)深造的學(xué)子，也會(huì)身在他國(guó)胸懷祖國(guó)，學(xué)成之后回歸祖國(guó)，報(bào)效祖國(guó)。

二、重視思想品德素質(zhì)教育

德育是人的靈魂塑造，是人的意志、意識(shí)、意念……培養(yǎng)，一句話是造就什么人的問(wèn)題。德育是一切素質(zhì)教育之首。一個(gè)專家、學(xué)者固然要知識(shí)淵博，技術(shù)精湛，但首先應(yīng)有堅(jiān)定正確的政治方向，是愛國(guó)者，熱愛社會(huì)主義祖國(guó)，以建設(shè)有中國(guó)特色社會(huì)主義為己任，先天下之憂而憂，后天下之樂(lè)而樂(lè)，經(jīng)風(fēng)雨見世面，像寒冬里松柏挺立在祖國(guó)熱土上，像黃牛一樣善于奉獻(xiàn)，不善于索取，像李四光、鄧稼先、蔣筑英……給祖國(guó)和人民留下光輝業(yè)績(jī)和永久的記念。德育是系統(tǒng)工作，國(guó)家、教育部門要管，學(xué)校、老師、家長(zhǎng)要管，全社會(huì)都要管，共建一個(gè)育人育德的良好環(huán)境，讓學(xué)生們健康成長(zhǎng)。在改革開放取得成功之際，經(jīng)濟(jì)騰飛，人民安居樂(lè)業(yè)之時(shí)，環(huán)境也受到了污染，拜金主義，嬌、奢、、逸等形形丑陋行為、惡習(xí)又在一些地方泛濫。爭(zhēng)奪下一代的斗爭(zhēng)正在激烈進(jìn)行之中。黨和國(guó)家明察秋毫，在兩手抓，兩手都要硬的思想指導(dǎo)下，抓了“五個(gè)一工程”，愛國(guó)主義教育，革命英雄主義教育;抓了反腐倡廉，掃黃禁毒，掃除了一些害人蟲、丑惡行為與惡習(xí)，環(huán)境得到初步治理。但是必須堅(jiān)持下去，持之以恒，加大打擊力度，才能保持精神文明建設(shè)象經(jīng)濟(jì)建設(shè)一樣年年有進(jìn)步，歲歲有發(fā)展，現(xiàn)在張家港式精神文明建設(shè)在全國(guó)已掀起波浪，學(xué)習(xí)張家港精神將使神州大地普開文明之花，中國(guó)將成為21世紀(jì)的少精神污染、少精神公害的風(fēng)水寶地，使中華民族文明史在世界再度輝煌。就學(xué)校而言，更應(yīng)當(dāng)下大力氣建好育人的小環(huán)境:在抓好兩課教育的同時(shí)，建好校風(fēng)、學(xué)風(fēng)、班風(fēng)、文風(fēng);建好師德、學(xué)德與品德;建好一支又紅又專教書育人，為人師表的育人園丁隊(duì)伍，在辛勤園丁的默默耕耘下，勤修剪多滋潤(rùn)，苗禾才能茁壯，桃李才會(huì)滿天下。造就一代新人，青出于蘭勝于蘭。學(xué)生在人生觀、價(jià)值觀、道德觀形成的過(guò)程中受家庭影響是很深的，家長(zhǎng)不能把子女看作私有財(cái)產(chǎn)，要把望子成龍的殷切心情轉(zhuǎn)化為育子成才的動(dòng)力，與培養(yǎng)接班人聯(lián)系起來(lái)，與國(guó)家建設(shè)發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，把父母慈愛之心放在精心培育上，要愛之有方，愛在內(nèi)心，讓子女苦其心志，勞其筋骨，空乏其身，行拂亂其所為，所以動(dòng)心忍性，增益其所不能。那么子女得到的不僅是父母的愛心，而更多的是師長(zhǎng)式教誨之恩。如果國(guó)家一社會(huì)一學(xué)校一家庭組成一個(gè)育人系統(tǒng)工程，大家同心同德為培養(yǎng)社會(huì)主義事業(yè)接班人嘔心瀝血，我們國(guó)家將后繼有人，形成一個(gè)長(zhǎng)江后浪推前浪，一浪更比一浪高的局面。我們國(guó)家擁有一大批又紅又專高級(jí)工程技術(shù)人才，我們的國(guó)家必將興旺發(fā)達(dá)。

三、加強(qiáng)智能素質(zhì)教育和投入

智育是素質(zhì)教育的中心，是教學(xué)質(zhì)量高低的主要指標(biāo)，是人們最關(guān)心的事。一般來(lái)說(shuō)智育由知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)組成。知識(shí)和能力來(lái)源于理論和實(shí)踐，來(lái)源于學(xué)校教學(xué)過(guò)程，來(lái)源于社會(huì)實(shí)踐，來(lái)源于工作實(shí)踐。學(xué)校教學(xué)是主體，是傳授知識(shí)培養(yǎng)能力的主要場(chǎng)所，是知識(shí)的源頭，是能力培養(yǎng)基地。學(xué)校如何面向未來(lái)，面向經(jīng)濟(jì)建設(shè)培養(yǎng)新型復(fù)合型人才是工程教育界熱門話題。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，特別是微電子技術(shù)及信息科學(xué)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和內(nèi)涵發(fā)生根本變革，從單一的機(jī)械結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)、電、光等多種技術(shù)結(jié)合的綜合體，國(guó)家有關(guān)部門已把機(jī)電一體化列為機(jī)械產(chǎn)品的科研方向，并規(guī)定新產(chǎn)品必須是機(jī)電一體化產(chǎn)品。借此來(lái)推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)革命。傳統(tǒng)的機(jī)械學(xué)科人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)已不再適應(yīng)時(shí)展。精密機(jī)械工程專業(yè)〔‘，](機(jī)械電子工程專業(yè))經(jīng)過(guò)十幾年的探索，已經(jīng)提出一種機(jī)電光相結(jié)合的人才培養(yǎng)方案:以機(jī)械為主體，光電為系統(tǒng)，通過(guò)光電構(gòu)成精密機(jī)械的測(cè)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精密化、自動(dòng)化、智能化。因此要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、外語(yǔ)基礎(chǔ)，具有寬廣的機(jī)械學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)與測(cè)控方面的專業(yè)基礎(chǔ);具有現(xiàn)代化必需的專業(yè)知識(shí)。能從事機(jī)、電、光緊密結(jié)合的精密機(jī)械系統(tǒng)和精密測(cè)控儀器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)必須有合理的結(jié)構(gòu)和比例。以機(jī)械電子工程專業(yè)為例，五年教學(xué)計(jì)劃〔3〕課程總學(xué)分為200學(xué)分，另加畢業(yè)論文26學(xué)分。其中公共基礎(chǔ)課(數(shù)、理、化、外、德、政、文管、體)為110學(xué)分，占55%;機(jī)、電、光綜合技術(shù)基礎(chǔ)課為80學(xué)分，占40%，其中機(jī)與電課程接近1比1;專業(yè)課只有10學(xué)分，占5%，除畢業(yè)論文外，實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)及大作業(yè)(小設(shè)計(jì))約占40學(xué)分。從總體看，畢業(yè)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)扎實(shí)，機(jī)、電、光綜合知識(shí)有一定深度和廣度，學(xué)生的適應(yīng)能力，知識(shí)綜合運(yùn)用能力，自學(xué)能力、創(chuàng)新能力……有顯著的改善，能適應(yīng)科技進(jìn)步發(fā)展，受到用人單位好評(píng)。但是從深層次看，各門課程之間缺乏相互結(jié)合與滲透，多數(shù)課程內(nèi)容還比較陳舊，落后于科技水平，需要從現(xiàn)代機(jī)電光系統(tǒng)出發(fā)，推陳出新，加強(qiáng)相互滲透和聯(lián)系經(jīng)典理論和知識(shí)要少而精，現(xiàn)論和知識(shí)要博而新，反映新老科學(xué)技術(shù)成就的有機(jī)結(jié)合。由于各方面投入不足、能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)缺口很大，實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊落后，廠礦實(shí)習(xí)基地沒(méi)有保障，學(xué)校特別缺乏典型機(jī)電光一體化系統(tǒng)(設(shè)備)，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)、演練、分析，使學(xué)生獲取理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的知識(shí)，能力培養(yǎng)已成為紙上談兵了。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展，在工程技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)已廣泛運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)(CAD)、輔助制造(CAM)、輔助分析(CAE)，使設(shè)計(jì)研究工作現(xiàn)代化、科學(xué)化。現(xiàn)在多數(shù)學(xué)校在專業(yè)課教學(xué)階段由于無(wú)力購(gòu)置計(jì)算機(jī)和軟件，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造尚處于初級(jí)階段。計(jì)算機(jī)輔助分析處于籌劃階段，在計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)水平方面與世界差距在擴(kuò)大之中。所以投入不足是困擾我國(guó)教育的嚴(yán)重問(wèn)題，是影響教育影響人才素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵。

四、結(jié)束語(yǔ)