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大型非球面镜的加工技术有经典加工技术,小尺寸磨具数控加工技术,能动磨盘加工技术等。对于能动磨盘技术,它能很好地控制中高频差的出现,有效地提高加工效率,但该技术加工中,涉及很多复杂运动,使实时采样的各位置信号传输成为一个难题。目前我所采用导电环来解决这个传输难题,不过导电环价格高、易磨损,增加了大型非球面镜加工成本,而且长期使用性能不稳定。此外,非球面镜加工环境比较复杂,进行有线电缆的布线存在诸多不便。本文提出将蓝牙技术应用于能动磨盘加工大型非球面镜中,以克服上面提到的一系列问题,这对大型非球面镜加工技术的发展有重要意义。
本文比较了目前常见的几种无线技术,从实际出发,选择蓝牙无线技术进行传输。文章介绍了蓝牙技术国内外的发展现状及应用领域;概述性的介绍了蓝牙技术的主要特点、协议栈及应用剖面等体系结构,并重点研究了其传输的安全性和可靠性;针对蓝牙协议栈实现的复杂性,提出了一种简单的实现方式,即基于蓝牙HCI层的无线传输,并研究其指令、事件驱动的实现及无线连接的通信流程。在理解能动磨盘加工非球面镜系统的基础上,本文设计、搭建了蓝牙的应用模型;基于CSR公司的芯片模块,完成应用模型的硬件电路设计及制作;在单片机C8051F020上实现与磨盘控制系统的数据传输及串口UART、HCI层等的驱动;在计算机上基于MATLAB实现串口的操作界面和数据的处理分析。最后,设计实验方案,在不同环境条件下进行实验及分析,结果显示蓝牙无线技术满足实际应用的要求。
在能动磨盘加工大型非球面镜中,采用蓝牙技术实现实时采样位置信号和控制信号的传输,降低了能动磨盘加工系统的成本,且对光学非球面加工过程中面形的收敛和精度的提高具有重要的意义。这是蓝牙技术应用的新领域,属于实用新型应用,对蓝牙应用领域的拓展和技术的发展具有重要意义。