Análise do desenvolvimento e status quo da tecnologia avançada de processamento óptico2

A ferramenta máquina de giro de diamante é a tecnologia chave do processo de giro de diamantes. Sem a ferramenta máquina de girar diamante, é impossível perceber a nova tecnologia de giro de diamante para peças ópticas. As máquinas-ferramentas de giro de diamante são ferramentas de máquina de alta precisão. A precisão do eixo e do movimento de deslizamento da ferramenta da máquina são várias ordens de magnitude superior à das máquinas-ferramentas comuns. Os rolamentos do eixo e os trilhos de deslizamento geralmente usam rolamentos de ar e estruturas de suporte estático hidráulico. A posição relativa é medida por um dispositivo de medição de deslocamento a laser. Em todo o processo de processamento da peça de trabalho, o interferômetro laser é usado para medir o erro superficial da peça de trabalho. O torno é equipado com um dispositivo de feedback para compensar os erros de movimento. Os principais fabricantes de tornos de diamantes são a Moore Precision Machine Tool Corporation e a Punaimo Precision Corporation nos Estados Unidos. Depois de entrar na década de 1990, Toshiba Machinery Co., Ltd. do Japão também começou a produzir este torno. Os principais produtos produzidos e vendidos pela Moore Precision Machine Tool Company são máquinas de processamento de superfície asféricas Moore M-18, -40 asféricos, ferramentas de máquinas de cama T moore, máquinas de processamento óptico de superfície moore, máquinas de processamento de superfície asféricas de Moore M-18, etc. Os principais produtos produzidos e vendidos pela Punaimo Precision são MSG-325, ASG-2500, Nanoform600, Ultra 2000 e outros tornos de diamantes. A Toshiba Machinery Company do Japão produz e vende tornos de diamantes ULG-100A(H).

O preço dos tornos de diamante é muito caro, e continua aumentando. Tome o torno MSG325 como exemplo. No início da década de 1980, o preço por unidade era de US$ 300.000 a 400.000. No início da década de 1990, o preço por unidade havia subido para quase US$ 1 milhão. Este preço não é uma pequena carga econômica para os usuários, e é difícil promover aplicações populares. Portanto, vários países estão pesquisando ativamente e desenvolvendo máquinas-ferramentas de giro de diamantes de baixo custo. O seguinte introduz várias máquinas-ferramentas de giro de diamante atualmente em promoção.

(1) Máquina de processamento de superfície asférica Mohr M-18

Mohr M-18 máquina de processamento de superfície asférica é um sistema de processamento de controle numérico de controle numérico de 3 eixos, que pode usar ferramentas diamantadas de ponto único para girar ou moer a roda de moagem, que pode processar várias peças ópticas planas, esféricas e asféricas de alta precisão, e podem processar superfícies de molde e outras superfícies. A combinação de giro de diamante e moagem da roda de moagem expande a capacidade de processamento da ferramenta da máquina. Por exemplo, os moldes de precisão de processamento podem ser concluídos em um torno de diamante como este. Primeiro, use a roda de moagem para máquina a forma da superfície com a mesma tolerância na base de molde, em seguida, plaque o níquel eletroless, e finalmente use a ferramenta de diamante de ponto único para girar a superfície de níquel eletroless para completar o acabamento do molde. A máquina de processamento adota o sistema de controle numérico de computador Allen-Bradley 7320, 8200 ou General Electric Company 2000, e o controle de posição do torno adota o sistema de sensores laser Newlett-Packard 5501A. Os principais indicadores técnicos de desempenho da ferramenta máquina Mohr M-18 são os seguintes:

A viagem do eixo X é de 410mm; A viagem do eixo Z é de 230mm; a distância do centro do eixo de rolamento de ar para a superfície de trabalho é de 292 mm, e a distância até a superfície de trabalho rotativa é de 178mm; a linearidade do eixo X e do eixo Z no traçado completo é de 0,5 mm; Eixo X e A verticalidade do eixo Z no traçado completo é de 1μrad; o ângulo de deflexão do eixo X e do eixo Z no traçado completo é de 0,5μrads; a precisão de posicionamento do eixo X e do eixo Z no curso completo é de 1,5 mm; o eixo X e o eixo Z cada traçado de 25,4 mm A precisão de posicionamento é de 0,5 mm; o desvio angular quando o eixo B gira 360° é ±3μrads; a precisão de leitura do eixo X e do eixo Z é de 5mm; a precisão de leitura do eixo B é de 1,3μrads; o erro axial do fuso é de 0,05mm, radial O erro é de 0,2mrad; o volume da ferramenta da máquina (altura\''comprimento\'largura) é de 1778\'2032\'1800mm.

(2) Punaimo MSG-325 lathe de diamante

Punaimo MSG-325 o torno de diamante é um torno de diamante de dois eixos controlado numericamente. A ferramenta da máquina utiliza uma base de granito de 6t, que é instalada em uma almofada de ar comprimido para isolar a vibração e reduzir a vibração para 2Hz. Ambos os slides X e Z estão instalados na base de granito. Os dois slides são instalados perpendiculares um ao outro, e a precisão vertical de todo o curso está dentro de 0,76mm. Um suporte de ferramenta intercambiável é instalado no slide X, e um eixo de rolamento de ar é instalado no slide Z. A posição precisa do movimento dos dois vagões é medida por um sistema de sensores laser com uma precisão de 0,025 mm.

Esta ferramenta máquina pode processar várias lentes esféricas e asféricas, lentes Fresnel, espelhos, espelhos de seção cônica fora do eixo, espelhos poliédricos, lentes de vídeo de precisão e outras peças ópticas para aplicações infravermelhas e de comprimento de onda visível. Durante o processamento de peças ópticas, um interferômetro laser pode ser usado para realizar a medição não-contato superficial das peças processadas. Os principais indicadores técnicos de desempenho da ferramenta são os seguintes:

O eixo principal da ferramenta da máquina adota um rolamento de ar. Quando medido na extremidade frontal a 1000 rpm, o runout radial e axial são ambos 0,1mm; o motor de condução é um motor de servo DC 1/3HP100-2400 rpm; rolamento de ar é adotado O tamanho nominal do slide X é de 609\'762mm, o curso máximo é de 304mm, a velocidade máxima de movimento é de 20cm/min, o erro de movimento horizontal é de 0,5 mm, o erro de movimento vertical é de 1,27 mm, e o motor de acionamento de parafuso de precisão é de 1HP0~2500 rpm. min; O curso máximo do slide Z é de 203mm, e outros indicadores de desempenho são os mesmos do slide X; o diâmetro da peça de trabalho é de 356 mm para a estrutura normal da ferramenta da máquina e de 560 mm para a estrutura da ferramenta de grande abertura; a profundidade máxima de processamento da peça de trabalho é de 204mm; Quando o diâmetro é de 150 mm, a precisão da superfície da peça de trabalho processada pode chegar a 1/2.

(3) ULG-100A(H) late de diamante asférico de ultra-precisão

Esta ferramenta é um produto da Toshiba Machinery Co., Ltd. da Japão na década de 1990. Desde junho de 1992, produziu duas máquinas por mês, e cada máquina tem um preço de 50 milhões de ienes. O eixo da ferramenta da máquina adota rolamentos aerostáticos de alta rigidez e ultra-precisão, e o dispositivo de controle numérico da ferramenta da máquina tem uma função de feedback. Pode processar várias partes ópticas e moldes metálicos para moldagem de compressão de lente asférica. A precisão de usinagem pode chegar a 0,01mm. Moldes metálicos de compressão usam ferramentas diamantadas e rodas de moagem para girar e moer, o que pode alcançar a qualidade do espelho. Os principais indicadores técnicos de desempenho da ferramenta são os seguintes:

O curso máximo do eixo X (eixo da roda de moagem) da ferramenta da máquina é de 150 mm; o curso máximo do eixo Z (eixo da peça de trabalho) é de 100 mm; a velocidade máxima do eixo da roda de moagem é de 40000 rotações/min; o motor da roda de moagem é 1kW/40000 rotações/min; a velocidade do eixo da peça de trabalho é de 20~1500 R/min; Motor do eixo da peça de trabalho 0.25kW/3000 RPM/min; Eixo de moagem eixo axial e runout radial 0,05mm; Axial do eixo de trabalho e o esgotamento radial 0,05mm; Linearidade de movimento do eixo X 0,1mm/150mm; Eixo Z A linearidade do movimento é de 0,1mm/100mm.