【2022先進會員(yuan)（創新十佳(jiā)）】杭機股份(fen)：大口徑光(guang)學元件超(chao)聲銑磨抛(pāo)✏美女露🚩底照🌈️成🌈套裝備(bei)

2025年(nian)12月11日，中國(guó)機床工具(ju)工業協會(huì)公布了“關(guan)于2022年度中(zhong)🔞國機床工(gong)具工業協(xié)會先進會(hui)員（十佳）的(de)表彰決🈲定(dìng)”，對10家“自主(zhu)創😘新十佳(jiā)”和10家“産品(pin)質量十佳(jiā)”企業進行(háng)了表彰，并(bìng)于CIMT2023展會開(kāi)💞幕首日給(gěi)獲獎♊企業(ye)頒發了獎(jiǎng)牌。爲了❄️更(gèng)好地宣傳(chuán)這些先進(jìn)會員企業(ye)，協會傳💞媒(mei)部針對十(shí)佳企業及(ji)其産品組(zǔ)織了系列(liè)專題報道(dào)，以協會行(háng)業發展部(bu)提供的👌資(zi)料爲素材(cai)整理成宣(xuan)傳稿，經與(yu)相關企業(yè)确認後，在(zai)協會主辦(bàn)的全媒體(ti)平台陸續(xù)公開發🏃🏻布(bù)（排名不分(fen)先後），供業(yè)界同仁參(can)考，以期共(gòng)同進步。

 

協(xie)會傳媒部(bù)

一、産(chǎn)品亮點

浙江青岛盈复自动化制造有限公司(4G网站)（簡(jian)稱 “杭(hang)機股份”）研(yán)發的大口(kou)徑光學元(yuan)件超聲銑(xi)磨抛成套(tao)👌裝備🥰，采用(yòng)橋式框架(jia)移動式結(jié)構布局，具(ju)有高剛😘性(xìng)、高精度及(jí)強✉️大的多(duō)手🏃段揉合(hé)功能，配置(zhi)超精密♊閉(bi)式靜壓回(huí)轉工作台(tai)，可自由統(tong)配超精密(mi)靜壓主軸(zhóu)、超聲刀柄(bing)、磨抛頭、應(ying)力盤、磁流(liú)變組合及(jí)搖臂式輪(lun)廓度儀等(deng)關鍵部件(jian)，設備配置(zhi)有尋邊定(ding)位系統🔱，可(kě)快速定位(wei)🐪光學元件(jian)坐标，提高(gāo)工作效率(lü)。設備可對(dui) 3 米級(jí)光學元件(jian)進行超精(jing)密銑磨加(jia)工、多自由(you)度快速研(yan)抛及高⚽精(jing)度測量，完(wan)成光學元(yuán)件磨削、研(yán)抛、精抛、檢(jian)測、确定性(xìng)修形的全(quan)部加工工(gong)藝。

設(she)備配置高(gao)精度絕對(dui)式光栅，保(bǎo)證機床軸(zhou)系高精度(du)；配置國産(chǎn)五軸聯動(dong)數控系統(tong)，實現機床(chuang)多手段、多(duo)組合的磨(mó)抛❗加工技(ji)術。最大限(xiàn)度地降低(dī)光學元件(jian)在超🍉精密(mi)磨削過程(cheng)中的亞💞表(biao)面損傷層(céng)深度，提🌏高(gāo)加工精度(du)和效率。加(jiā)工精度爲(wei)抛光階❌段(duàn)面形 ≤ 10nm ，表面(mian)粗糙度≤ 1nm RMS ；機床精(jing)度爲直線(xiàn)軸重複定(ding)位精度≤ 1 µ m，靜壓主(zhu)軸回轉精(jing)度≤0.2 µ m，靜(jìng)壓轉台回(hui)轉精度≤0.5 µ m。

設備主(zhu)要用于大(da) 口徑(jing)非球面反(fan)射鏡以及(ji) SiC/Si 、光學(xue)玻璃高效(xiao)光學元件(jiàn)的磨削、磨(mo)抛精密加(jiā)工及在線(xian)輪廓測💔量(liàng)，可完成光(guāng)學元件磨(mó)削、研抛、粗(cū)抛、檢測、确(que)💜定性🌏修形(xing)的全部加(jiā)工工藝。

設(she)備的研制(zhì)成功，打破(po)國内超大(da)口徑空間(jiān)光學反射(shè)鏡制造能(néng)☂️力瓶頸，爲(wei)我國航天(tiān)等重點領(lǐng)域的大🈚型(xíng)光學元件(jian)加工提供(gong)關✨鍵設備(bei)保障，對提(tí)高我國超(chao)大口徑光(guang)學‼️元件加(jia)工技術起(qǐ)到重要促(cu)進作用。

二、産品(pǐn)特點及技(ji)術水平

1.  産品結(jie)構特點

本機床(chuáng)采用龍門(men)框架移動(dòng)式結構布(bù)局，由雙床(chuang)身架、橫梁(liang)及橫㊙️梁支(zhi)座組成一(yī)個剛性框(kuang)架結構，中(zhong)間是直徑(jìng) 3m 的靜(jìng)壓回轉工(gong)作台（ C 軸）。機床具(ju)有 X 、 Y 、 Z 三(sān)個平動軸(zhóu)，橫梁沿雙(shuāng)床身架上(shàng)的導軌做(zuo)縱向運動(dong)，橫梁沿左(zuo)側床身架(jià)的縱向運(yùn)動爲 Y1 軸，橫梁沿(yan)右側床身(shen)架的縱向(xiàng)運動爲 Y2 軸，橫梁(liang)通過 Y1 與 Y2 同(tong)步驅動實(shí)現縱向移(yi)動。

在(zai)橫梁上有(you)兩套橫向(xiàng)拖闆，橫向(xiàng)拖闆沿橫(heng)梁導軌🙇‍♀️做(zuo)橫向運動(dòng)，橫向拖闆(pǎn)的橫向運(yun)動爲 X1 、 X2 軸。橫(heng)向拖闆前(qián)部有垂直(zhí)拖闆，垂直(zhí)拖闆沿橫(heng)向拖闆上(shang)作垂直升(shēng)降運動，即(ji) Z1 、 Z2 軸。

超(chao)精密非球(qiú)面磨削主(zhǔ)機垂直拖(tuo)闆下方可(ke)安裝超精(jīng)♻️密磨削主(zhǔ)💁軸和搖臂(bi)式輪廓儀(yi)測量系統(tǒng)，主軸與垂(chui)直拖闆之(zhi)間安裝有(yǒu)一㊙️擺動分(fèn)度軸 —— B1 、 B2 軸，實現各(gè)磨頭和繞(rao) Y 軸方(fang)向± 100 °擺(bǎi)動。非球面(miàn)超精密銑(xǐ)磨設備 B1 、 B2 軸(zhóu)可安裝超(chao)精密磨削(xue)主軸和搖(yao)臂式輪廓(kuo)測量裝置(zhì)等；多自由(yóu)度快速研(yán)抛設備 B1 、 B2 軸(zhóu)可自由選(xuǎn)裝小磨頭(tóu)數控研抛(pāo)裝置、應力(li)盤研抛💋裝(zhuāng)💞置、磁流🔞體(tǐ)🤩抛光裝置(zhi)和搖臂式(shi)輪廓測量(liang)裝置等🐉。

該設備(bei)共有 9 個數控軸(zhou)（ 6 個直(zhi)線軸、 3 個回轉軸(zhou)），工作時需(xū)要進行 5 軸聯動(dong)控制。

2.  技術(shu)難點與創(chuàng)新點研究(jiu)

（ 1 ）技術難點(diǎn)

①掌握(wò) 2000mm 直徑(jing)超精密閉(bi)式靜壓工(gōng)作台設計(jì)與制造技(jì)術；掌握大(da)✂️直徑閉式(shi)靜壓工作(zuo)台的超高(gao)精度（轉台(tai)回轉精度(dù)≤ 0.5 μ m ）的設計、制(zhì)造、裝配方(fang)法，解決了(le)大直徑轉(zhuǎn)台回轉精(jing)度及穩定(ding)性問題，形(xíng)成關鍵零(ling)件加工和(he)部件裝配(pei)規範。

②掌握高精(jing)度靜壓回(huí)轉工作台(tai)的全性能(néng)測試方法(fǎ)，解決高精(jīng)度功能部(bù)件制造裝(zhuang)配難、檢測(ce)難的問題(ti)。

③掌握長絲(sī)杠垂度誤(wu)差控制技(ji)術。由于設(shè)備 X 軸(zhou)（橫向拖闆(pǎn)左右運行(hang)）進給機構(gou)采用的是(shì)絲杠副🔞傳(chuan)動，絲杠跨(kua)🏃🏻度大于 6m ，爲避免(miǎn)絲杠垂度(du)的影響，需(xu)要更改或(huo)優化傳動(dong)機構✌️。采用(yòng)💔螺母旋轉(zhuǎn)絲杠副傳(chuan)動，并根據(ju)橫梁運行(háng)曲線适當(dāng)調整确定(dìng)絲杠副的(de)支撐拉力(li)。

④設備采用(yòng) 1 µ m級重(zhong)複定位精(jīng)度直線軸(zhóu)進給機構(gou)設計、裝配(pei)工藝方法(fa)、規範檢測(ce)方法，提高(gao)機床精度(du)。

⑤優化(huà)龍門框架(jia)式移動結(jié)構設計與(yǔ)制造工藝(yi)，有效㊙️提高(gāo)非球面超(chāo)精密銑磨(mó)設備的機(ji)床精度，有(yǒu)效提升多(duo)自由度快(kuai)速研抛設(she)🔅備的各軸(zhou)加速度和(he)移動💚速度(dù)，提高設備(bèi)加工效率(lü)。

（ 2 ）技術創新(xīn)點

①高精密(mi)靜壓工作(zuo)台的設計(ji)制造裝配(pèi)調試檢測(ce)技🤩術；

②單機(ji)床複合多(duō)手段、多工(gong)位銑磨 / 研抛功(gōng)能技術，拓(tuò)展功能化(hua)、模塊化、标(biāo)準化設計(jì)設🧑🏽‍🤝‍🧑🏻計方法(fa)，提高💃設備(bei)集成化，滿(mǎn)足光學元(yuán)件對主機(ji)設備的多(duo)功能要求(qiú)；

③大型(xíng)機床動态(tai)和熱态特(tè)性分析及(ji)優化，掌握(wò)大型機床(chuáng)模态🐪變化(huà)規律及優(you)化方法。

（ 3 ）國(guó)内外研制(zhì)情況

随着光學(xue)制造技術(shu)的發展，針(zhēn)對地基、機(jī)載大口徑(jing)望遠鏡的(de)研究已在(zài)全球掀起(qǐ)熱潮，而大(dà)口徑望遠(yuan)鏡的需求(qiú)對光♈學制(zhì)造能力的(de)牽引，掀起(qi)了全球光(guāng)學制造行(hang)業的技術(shu)創新熱潮(chao)🙇‍♀️。美國 Arizona 大學、 QED 公司，德國(guo) CARL ZIESS 、 NTG ，日本 CANON ，英國 CRANFIELD 等多家公(gong)司和研究(jiū)機構均推(tui)出了獨具(jù)特色的制(zhì)💘造裝備和(hé)工藝，大口(kǒu)徑光學制(zhì)造技術的(de)研究和發(fa)展已經國(guó)際化。

針對 RB ‐ SiC 等硬(yìng)脆材料加(jia)工中存在(zài)的問題，從(cong) 20 世紀(ji)  90 年代(dai)開始，國外(wài)一些公司(sī)開始研究(jiū)硬脆材料(liao)的超聲加(jia)工技🏃🏻‍♂️術，開(kai)展超聲加(jia)工裝備研(yán)制。如 DMG 公司開發(fā)了可用于(yú)加工陶瓷(cí)、 RB ‐ SiC 、 C/C 複合(hé)材料等難(nan)加工材料(liào)的超聲銑(xi)磨設備。此(cǐ)外，奧地利(lì)  GFM 公司(sī)、德國 GEISS 公司、法國(guo) CRENO 公司(si)都已研發(fa)出超聲加(jia)工專用機(jī)床，并成功(gōng)應用🌂于航(háng)空航天制(zhì)造等領域(yu)。

DMG公司(sī)開發的五(wǔ)軸超聲磨(mo)削加工中(zhōng)心

與國外(wài)先進水平(píng)相比，目前(qian)我國航空(kōng)航天制造(zào)企業大都(dōu)采用傳統(tong)的磨削方(fang)法加工光(guang)學材料構(gou)件，在加工(gong)質量、成品(pin)率、加工效(xiao)率、工具磨(mo)損等方面(miàn)存在或多(duo)或少的問(wen)題，顯示出(chū)自主研發(fa)的重要性(xing)。       

近年(nián)來，我國經(jīng)濟技術發(fa)展迅猛，國(guó)力日漸強(qiáng)盛，未來也(ye)将需要建(jian)造自己的(de)巨型天文(wén)望遠鏡。在(zai)地基🙇‍♀️望遠(yuan)鏡中，近期(qī)關于✉️我國(guo) 12m 天文(wén)望遠鏡技(ji)術方案的(de)争論正在(zai)公開進行(háng)，中外學者(zhě)們💜紛🈚紛公(gong)開發表自(zi)己的觀點(dian)，問題焦點(diǎn)集中于望(wang)遠鏡光學(xue)系統方案(an)的選定和(hé)國際化問(wen)題，但本質(zhi)上是方案(àn)的技術♈實(shí)現可行性(xing)問題。

研究(jiu)直接面向(xiàng)超大口徑(jìng)反射鏡的(de)高效率、高(gao)精度制造(zào)問題，通過(guò)高效率制(zhi)造裝備的(de)産業化和(he)大口徑制(zhì)造工🔞藝規(gui)範化，實現(xian)大口徑光(guang)學元件的(de)批量化生(sheng)産，将爲未(wei)💛來制造巨(jù)型拼接主(zhǔ)鏡提供強(qiáng)有力的技(jì)術保障。

（ 4 ）技(ji)術水平

本設備(bei)是公司第(dì)三代産品(pǐn)。第一代産(chǎn)品已經成(cheng)功💛生🐆産出(chu) 4.13m 大口(kǒu)徑反射鏡(jìng)，經一代、二(er)代技術累(lèi)積，在機床(chuang)性能、精度(dù)🔅、多💰手❓段揉(róu)合技術方(fāng)面有進一(yī)步創新及(jí)應用。

綜合相關(guān)技術及産(chan)品應用要(yào)求，杭機研(yan)發的非球(qiú)面超🐅精密(mi)銑磨設備(bèi) / 多自(zi)由度快速(sù)研抛設備(bèi)，爲我國光(guāng)學産業升(sheng)級、研發高(gāo)性能光電(diàn)産品提供(gòng)可靠的技(ji)術保障，補(bu)實了國内(nèi)自主研制(zhì)大型光學(xue)元件的高(gāo)精高效生(shēng)産制造體(ti)系的重要(yao)一環，滿足(zú)國民經濟(jì)和國防安(ān)全領域需(xu)求，具有良(liang)好的經濟(jì)和社會效(xiao)益。

三、圍繞(rao)該産品所(suǒ)開展的技(ji)術創新工(gōng)作

 

1 ．采取項(xiàng)目負責制(zhì)。 由公(gōng)司技術副(fu)總負責項(xiang)目的實施(shī)和推進，公(gōng)司負責人(rén)參🚶‍♀️與協🌈調(diào)項目進展(zhǎn)，同時督促(cu)公司配套(tao)資金及相(xiàng)👄應的人力(lì)、物力✨全部(bù)落實到位(wei)，以保障課(kè)題順利實(shí)施。

 

2 ．制訂項(xiàng)目管理辦(bàn)法。 确(què)定技術資(zi)料、财務、生(sheng)産流程文(wén)檔等的管(guan)理要求；定(ding)期組織階(jie)段考評會(hui)，檢查計劃(hua)進展，協調(diao)存在的問(wen)題，保障㊙️課(ke)題實施的(de)時🌈效性；制(zhi)訂項目開(kai)發時間表(biǎo)，确定項目(mu)裏程碑計(jì)劃。

 

3 ．項目任(ren)務分工明(ming)确。 對(dui)項目研發(fa)内容的關(guan)鍵技術及(ji)技術創新(xin)點進行羅(luo)列分解，确(què)定項目技(ji)術方案和(he)技術路線(xiàn)，由此組🤞織(zhi)相關人員(yuán)進行攻關(guān)。定期對項(xiang)目組成員(yuan)進行考核(he)，并以此作(zuo)爲🔞項目獎(jiǎng)勵依據。項(xiàng)目獎勵注(zhù)重工作☀️成(chéng)果、工作實(shi)效，有效促(cù)進了科技(ji)人員的研(yán)發積極🏃🏻性(xìng)。

 

4 ．人員培養(yǎng)工作。 在組織精(jing)兵強将的(de)同時，帶動(dong)青年員工(gong)參與到項(xiàng)目中來，從(cóng)實際操作(zuo)中學習。加(jia)強與高等(deng)院校和用(yòng)戶形成長(zhang)⁉️期緊密型(xing)産、學、研、用(yong)合作模式(shì)，逐步形成(chéng)✊大口徑光(guang)學元件精(jīng)密加工制(zhì)🎯造示範基(ji)地。并依托(tuō)高等院校(xiào)✂️科研優勢(shi)，建成一支(zhī)以中青年(nián)爲主的精(jīng)密加工技(ji)術及裝備(bèi)研究團隊(duì)，以及掌握(wò)高效高精(jing)銑磨工藝(yi)、高精輪廓(kuò)檢測工藝(yì)、高品質研(yan)抛工藝的(de)高級技術(shu)人才隊伍(wǔ)，推動中國(guo)高端機床(chuáng)裝備的持(chí)續發展。

 

四、産品(pǐn)應用效果(guo)及産業化(huà)前景

大口徑非(fēi)球面産品(pǐn)應用市場(chǎng)規模大，相(xiang)關加工、檢(jiǎn)測等制造(zao)設備也具(ju)有廣闊的(de)市場空間(jian)。該設備可(ke)完成 2000mm 口徑以内(nèi)反射鏡元(yuán)件的高效(xiao)制造，實現(xiàn) 1500-2000mm 量級(jí)光學元件(jiàn)的快速、高(gao)效生産，加(jia)工效率顯(xian)著提升，滿(mǎn)足國防💛、天(tiān)文等領域(yù)不斷增長(zhǎng)的市場需(xū)求。

該(gāi)設備的研(yan)制将打破(po)國外技術(shu)壟斷，實現(xian) 2000mm 大口(kǒu)徑非球面(mian)反射鏡制(zhi)造高端數(shu)控機床國(guó)産化⭐，在行(háng)業🏃‍♂️和♈專業(ye)領域發揮(huī)示範作用(yong)，爲我國光(guāng)學産業升(shēng)♊級提供可(kě)👄靠的技術(shù)保障，推動(dòng)光學制造(zao)業向高檔(dang)次、高質量(liang)方向發展(zhan)。

該設備的(de)大口徑非(fēi)球面加工(gōng)工藝及技(ji)術成果可(ke)🤞應用于民(mín)用天文觀(guan)測、減災、氣(qi)象、國土資(zi)源管控、環(huán)保等💋方面(miàn)✉️，将産🚶‍♀️生顯(xiǎn)著的社會(huì)效益；相關(guan)技術成果(guǒ)可應用于(yu)測繪等方(fāng)面，将在國(guó)防安全🙇‍♀️方(fang)面發揮顯(xiǎn)著作用。針(zhēn)對該産品(pǐn)研發功能(néng)部件和加(jia)🤩工工藝的(de)☀️研究成果(guǒ)，有望在航(hang)空工業超(chao)硬複合材(cai)料加工産(chǎn)業得到應(yīng)用，從而推(tuī)動周邊産(chǎn)業技術進(jìn)步。      

（ 圖(tú)文轉載自(zì)中國機床(chuáng)工具工業(ye)協會 ）