Analiza razvoja i statusa quo napredne tehnologije optičke obrade2

Dijamantski alatni stroj je ključna tehnologija procesa dijamantskog struganja. Bez dijamantskog alatnog stroja nemoguće je ostvariti novu tehnologiju dijamantskog struganja optičkih dijelova. Dijamantski alatni strojevi su visoko precizni alatni strojevi. Tačnost kretanja vretena i klizanja alatnog stroja je za nekoliko redova veličine veća od one kod običnih alatnih strojeva. Ležajevi vretena i klizne šine obično koriste zračne ležajeve i hidrauličke statičke potporne konstrukcije. Relativni položaj mjeri se laserskim uređajem za mjerenje pomaka. U cijelom procesu obrade obratka, laserski interferometar koristi se za mjerenje površinske pogreške obratka. Tokarski stroj je opremljen povratnim uređajem za nadoknađivanje grešaka u kretanju. Glavni proizvođači dijamantnih strugova su Moore Precision Machine Tool Corporation i Punaimo Precision Corporation u Sjedinjenim Državama. Nakon ulaska u devedesete, Toshiba Machinery Co., Ltd. iz Japana takođe je počeo proizvoditi ovaj tokarski stroj. Glavni proizvodi koje Moore Precision Machine Tool proizvodi i prodaje su Moore M-18, -40 mašine za obradu asferne površine, Moore-ovi alatni strojevi, Moore-ove mašine za optičku površinsku obradu, Moore M-18 mašine za obradu asferne površine, itd. Glavni proizvodi koje proizvodi i prodaje Punaimo Precision su MSG-325, ASG-2500, Nanoform600, Ultra 2000 i drugi dijamantski strugovi. Japanska kompanija Toshiba Machinery proizvodi i prodaje dijamantske strugove ULG-100A (H).

Cijena dijamantnih tokarilica je vrlo skupa i nastavlja rasti. Uzmimo za primjer tokarski stroj MSG325. Početkom 1980-ih cijena po jedinici bila je 300.000 do 400.000 američkih dolara. Početkom 1990-ih cijena po jedinici porasla je na gotovo milion američkih dolara. Ova cijena nije malo ekonomsko opterećenje za korisnike i teško je promovirati popularne aplikacije. Stoga razne zemlje aktivno istražuju i razvijaju jeftine alatne strojeve za dijamantsku obradu. Sljedeće predstavlja nekoliko alatnih strojeva za dijamantsku obradu koji se trenutno promoviraju.

(1) Mohr M-18 mašina za obradu asferne površine

Mohr M-18 mašina za površinsku obradu površine je 3-osni računarski numerički upravljački sistem ultra precizne obrade, koji može koristiti dijamantske alate u jednoj tački za brušenje ili brušenje kotača, koji mogu obrađivati ​​razne visoko precizne ravne, sferne i asferične optike Dijelovi i mogu obrađivati ​​površine kalupa i druge površine. Kombinacija dijamantskog tokarenja i brušenja točkova proširuje kapacitet obrade alatnog stroja. Na primjer, obrada preciznih kalupa može se dovršiti na dijamantskom strugu poput ovog. Prvo koristite brusni točak za obradu površinskog oblika s jednakim tolerancijama na osnovi kalupa, zatim obložite nikl bez elektro i na kraju dijamantnim alatom s jednom točkom okrenite površinu nikla bez elektro da biste završili završnu obradu kalupa. Mašina za obradu usvaja računalni numerički sistem upravljanja Allen-Bradley 7320, 8200 ili General Electric Company 2000, a kontrola položaja tokarilica koristi laserski senzorski sistem Newlett-Packard 5501A. Glavni pokazatelji tehničkih performansi alatnog stroja Mohr M-18 su sljedeći:

Hod osi X iznosi 410 mm; Pomak Z-osi je 230 mm; udaljenost od središta vretena zračnog ležaja do radne površine iznosi 292 mm, a udaljenost do rotirajuće radne površine 178 mm; linearnost osi X i osi Z u punom hodu je 0,5 mm; X osa i vertikalnost Z osi pri punom hodu je 1 μrad; kut skretanja X osi i Z osi na punom hodu je 0,5 μrad; tačnost pozicioniranja X osi i Z osi na punom hodu je 1,5 mm; osa X i Z osa po 25,4 mm hoda Tačnost pozicioniranja je 0,5 mm; ugaono odstupanje kada se B os okreće za 360 ° iznosi ± 3μrads; tačnost čitanja X osi i Z osi je 5 mm; tačnost očitanja B osi je 1,3 μrada; aksijalna pogreška vretena je 0,05 mm, radijalna Greška je 0,2 mrad; zapremina alatnog stroja (visina \'' dužina \'' širina) je 1778 \'' 2032 \'' 1800 mm.

(2) Dijamantski tokarski stroj Punaimo MSG-325

Dijamantski tokarski stroj Punaimo MSG-325 je računarski numerički upravljani dvoosovinski dijamantski tokarski stroj. Mašinski alat koristi granitnu osnovu od 6 tona koja je instalirana na jastuk sa komprimiranim vazduhom za izolaciju vibracija i smanjenje vibracija na 2 Hz. I X i Z dijapozitivi su postavljeni na granitnu podlogu. Dva klizača ugrađena su okomito jedna na drugu, a vertikalna tačnost cijelog hoda je unutar 0,76 mm. Izmjenjivi držač alata instaliran je na X klizaču, a vreteno zračnog ležaja na Z klizaču. Precizan položaj kretanja dva vagona mjeri se laserskim senzorskim sistemom s preciznošću od 0,025 mm.

Ovaj alatni stroj može obrađivati ​​razne sferne i asferične leće, Fresnelove leće, ogledala, van-osovinska konusna presjeka, poliedarska ogledala, precizne video leće i druge optičke dijelove za infracrvene i vidljive valne duljine. Tokom obrade optičkih dijelova, laserski interferometar može se koristiti za površinsko beskontaktno mjerenje obrađenih dijelova. Glavni pokazatelji tehničkih performansi alatnog stroja su sljedeći:

Glavno vratilo alatnog stroja usvaja zračni ležaj. Kada se izmjeri na prednjem kraju pri 1000 o / min, radijalni i aksijalni protok su 0,1 mm; pogonski motor je 1 / 3HP100-2400 o / min servo motor; usvojen je zračni ležaj Nominalna veličina X klizača je 609 \'' 762 mm, maksimalni hod je 304 mm, maksimalna brzina kretanja je 20 cm / min, pogreška horizontalnog kretanja je 0,5 mm, greška vertikalnog kretanja je 1,27 mm, a motor preciznog vijčanog pogona je 1HP0 ～ 2500 o / min. min; Maksimalni hod Z klizača je 203 mm, a ostali pokazatelji performansi su isti kao i X klizača; promjer obratka je 356 mm za normalnu strukturu alatnog stroja i 560 mm za strukturu alatnog stroja s velikim otvorom; maksimalna dubina obrade obratka je 204 mm; Kada je promjer 150 mm, površinska tačnost obrađenog obratka može doseći 1/2.

(3) ULG-100A (H) ultra precizni asferični dijamantski strug

Ovaj alatni alat proizvod je kompanije Japan&Toshiba Machinery Co., Ltd. iz 1990-ih. Od juna 1992. proizvodi dvije mašine mjesečno, a cijena svake mašine je 50 miliona jena. Vreteno alatnog stroja usvaja visoku krutost i ultra precizne aerostatske ležajeve, a numerički uređaj za upravljanje alatnim strojem ima povratnu funkciju. Može obrađivati ​​razne optičke dijelove i metalne kalupe za oblikovanje kompresijom asferičnih sočiva. Tačnost obrade može doseći 0,01 mm. Metalni kalupi za prešanje koriste se dijamantskim alatima i brusnim pločama za okretanje i brušenje, čime se može postići kvalitet ogledala. Glavni pokazatelji tehničkih performansi alatnog stroja su sljedeći:

Maksimalni hod X-osi (osovine brusnog točka) alatnog stroja je 150 mm; maksimalni hod Z-osi (osovina obratka) je 100 mm; maksimalna brzina osovine brusne ploče je 40000 okretaja / min; motor brusnog točka je 1kW / 40000 okretaja / min; brzina osovine obratka je 20 ~ 1500 R / min; Motor osovine izratka 0,25kW / 3000 o / min / min; Osovinsko i radijalno istjecanje vretena brusne ploče 0,05 mm; Osovinsko i radijalno ispuštanje vretena radnog predmeta 0,05 mm; Linearnost kretanja X osi 0,1 mm / 150 mm; Z osa Linearnost kretanja je 0,1 mm / 100 mm.