Белорусский национальный технический университет
Repository of the Belarusian National Technical University
ISSN: 2310-7405
Repository of the Belarusian National Technical University
View Item 
  •   Repository BNTU
  • Сериальные издания
  • Приборы и методы измерений
  • 2026
  • Т. 17, № 2
  • View Item
  •   Repository BNTU
  • Сериальные издания
  • Приборы и методы измерений
  • 2026
  • Т. 17, № 2
  • View Item
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.

Algorithm for Measuring the Geometric Parameters of Optical Freeform Surfaces Using a Coordinate Measuring Machine

Thumbnail
DOI
10.21122/2220-9506-2026-17-2-187-195
Authors
Aleshkevich, К. V.
Artioukhina, N. K.
Marchic, V. А.
Date
2026
Publisher
БНТУ
Another Title
Алгоритм измерения геометрических параметров оптических поверхностей freeform с использованием координатно-измерительной машины
Bibliographic entry
Aleshkevich, К. V. Algorithm for Measuring the Geometric Parameters of Optical Freeform Surfaces Using a Coordinate Measuring Machine = Алгоритм измерения геометрических параметров оптических поверхностей freeform с использованием координатно-измерительной машины / К. V. Aleshkevich, N. K. Artioukhina, V. А. Marchic // Приборы и методы измерений. – 2026. – № 2. – С. 187-195.
Abstract
Nowadays use of freeform surfaces in optical systems for various purposes – from mobile displays to space optics – becomes increasingly popular. This design solution makes it possible to create a system with a minimum number of components, low weight, and high image quality. However, as the surfaces become more complex, problems arise with their control. Aim of the study was to develop an algorithm for inspecting such surfaces using a coordinate measuring machine and to formulate technical requirements for the measurement process. An analysis of the advantages of freeform optical surfaces is presented. It is noted that due to lack of symmetry and variable profile height, classical measurement methods are not applicable for such parts. The inspection algorithm using a coordinate measuring machine involves two main approaches: high-performance "fast scanning" to assess overall deviations from the nominal value, and more accurate but time-consuming sectional scanning which allows obtaining detailed quantitative data on the surface profile. The paper is mainly focused to the measurement algorithm and process requirements: preliminary temperature adaptation of equipment, mandatory calibration of probes using a ceramic reference ball, and software-controlled limitation of tool movements to protect polished surfaces. The proposed algorithm, based on the use of CAD-models, makes it possible to achieve the required accuracy of monitoring complex surfaces on standard shop‑floor equipment, despite significant time costs compared to aspherical surfaces’ measuring.
Abstract in another language
В настоящее время становится всё более популярным применение в оптических системах различного назначения поверхностей freeform (свободной формы) – от мобильных дисплеев до космической оптики. Это конструкторское решение позволяет приблизиться к мечте: создать систему с минимальным числом компонентов, малым весом и высоким качеством изображения. Однако с усложнением поверхностей возникают проблемы с их контролем. Целью исследования являлась разработка алгоритма измерения таких поверхностей с использованием координатно‑измерительных машин и формулирование технических требований к процессу измерений. Приведён анализ преимуществ оптических поверхностей freeform. Отмечается, что из‑за отсутствия симметрии и переменной высоты профиля классические методы измерений для таких деталей неприменимы. Алгоритм контроля на координатно‑измерительной машине предполагает два основных подхода: высокопроизводительное «быстрое сканирование» для оценки общих отклонений от номинала и более точное, но трудоёмкое сканирование по сечениям, позволяющее получить детальные количественные данные о профиле поверхности. Основное внимание в работе уделено алгоритму проведения измерений и требованиям к процессу: предварительной температурной адаптации оборудования, обязательной калибровке щупов по керамическому эталонному шару и программному ограничению перемещений инструмента для защиты полированных поверхностей. Предложенный алгоритм, основанный на использовании CAD‑моделей, позволяет достичь требуемой точности контроля сложных поверхностей на стандартном заводском оборудовании, несмотря на значительные временные затраты по сравнению с измерением асферических поверхностей.
URI
https://rep.bntu.by/handle/data/168344
View/Open
187-195.pdf (1.245Mb)
Collections
  • Т. 17, № 2[9]
Show full item record
CORE Recommender

Belarusian National Technical University | Science Library | About Repository | Размещение в Репозитории | Contact Us
Яндекс.МетрикаIP Geolocation by DB-IP
Science Library | About Repository | Размещение в Репозитории | Contact Us
 

Browse

All of Repository BNTUCommunities & CollectionsAuthorsTitlesBy Issue DatePublisherBy Submit DateTypeThis CollectionAuthorsTitlesBy Issue DatePublisherBy Submit DateType

My Account

LoginRegister

Belarusian National Technical University | Science Library | About Repository | Размещение в Репозитории | Contact Us
Яндекс.МетрикаIP Geolocation by DB-IP
Science Library | About Repository | Размещение в Репозитории | Contact Us