Analisis perkembangan dan status quo teknologi pemrosesan optik canggih2

Alat mesin pembalik berlian adalah teknologi kunci dari proses pembubutan berlian. Tanpa alat mesin pembubut berlian, tidak mungkin untuk mewujudkan teknologi baru pembubutan berlian untuk bagian optik. Peralatan mesin pembubut berlian adalah peralatan mesin presisi tinggi. Akurasi gerakan spindel dan geser dari perkakas mesin beberapa kali lipat lebih tinggi dari pada peralatan mesin biasa. Bantalan spindel dan rel geser biasanya menggunakan bantalan udara dan struktur pendukung statis hidrolik. Posisi relatif diukur dengan alat pengukur perpindahan laser. Dalam keseluruhan proses pengolahan benda kerja, laser interferometer digunakan untuk mengukur kesalahan permukaan benda kerja. Mesin bubut dilengkapi dengan perangkat umpan balik untuk mengkompensasi kesalahan gerakan. Produsen utama mesin bubut berlian adalah Perusahaan Alat Mesin Presisi Moore dan Perusahaan Presisi Punaimo di Amerika Serikat. Setelah memasuki tahun 1990-an, Toshiba Machinery Co., Ltd. Jepang juga mulai memproduksi mesin bubut ini. Produk utama yang diproduksi dan dijual oleh Perusahaan Alat Mesin Presisi Moore adalah mesin pengolah permukaan asferis Moore M-18, -40, peralatan mesin tempat tidur T Moore, mesin pengolah permukaan optik Moore, mesin pengolah permukaan aspherik yang dibasahi minyak Moore M-18, dll. Produk utama yang diproduksi dan dijual oleh Punaimo Precision adalah MSG-325, ASG-2500, Nanoform600, Ultra 2000 dan mesin bubut berlian lainnya. Perusahaan Mesin Toshiba Jepang memproduksi dan menjual mesin bubut berlian ULG-100A (H).

Harga mesin bubut intan sangat mahal dan terus meningkat. Ambil mesin bubut MSG325 sebagai contoh. Pada awal 1980-an, harga per unit adalah US $ 300.000 hingga 400.000. Pada awal 1990-an, harga per unit telah meningkat hampir mencapai US $ 1 juta. Harga tersebut bukanlah beban ekonomi yang kecil bagi pengguna, dan sulit untuk mempromosikan aplikasi populer. Oleh karena itu, berbagai negara secara aktif meneliti dan mengembangkan peralatan mesin pembubut berlian berbiaya rendah. Berikut ini memperkenalkan beberapa peralatan mesin pembalik berlian yang saat ini sedang dipromosikan.

(1) Mesin pengolah permukaan aspheric Mohr M-18

Mesin pengolah permukaan asferis Mohr M-18 adalah sistem pemrosesan presisi ultra-presisi kontrol numerik komputer 3 sumbu, yang dapat menggunakan alat berlian titik tunggal untuk memutar atau menggiling roda gerinda, yang dapat memproses berbagai optik datar, bulat, dan asferis presisi tinggi. Bagian, dan dapat memproses permukaan cetakan dan permukaan lainnya. Kombinasi pembubutan berlian dan gerinda roda gerinda memperluas kapasitas pemrosesan perkakas mesin. Misalnya, pemrosesan cetakan presisi dapat diselesaikan pada mesin bubut berlian seperti ini. Pertama, gunakan roda gerinda untuk mengerjakan bentuk permukaan dengan toleransi yang sama pada dasar cetakan, kemudian lempeng nikel tanpa listrik, dan terakhir gunakan alat berlian titik tunggal untuk memutar permukaan nikel tanpa listrik untuk menyelesaikan penyelesaian cetakan. Mesin pengolah mengadopsi sistem kontrol numerik komputer Allen-Bradley 7320, 8200 atau General Electric Company 2000, dan kontrol posisi mesin bubut mengadopsi sistem sensor laser Newlett-Packard 5501A. Indikator kinerja teknis utama peralatan mesin Mohr M-18 adalah sebagai berikut:

Perjalanan sumbu X adalah 410mm; Perjalanan sumbu Z adalah 230mm; jarak dari pusat spindel bantalan udara ke permukaan kerja adalah 292mm, dan jarak ke permukaan kerja yang berputar adalah 178mm; linieritas sumbu X dan sumbu Z dalam garis penuh adalah 0,5 mm; Sumbu X dan Vertikalitas sumbu Z pada goresan penuh adalah 1μrad; sudut defleksi sumbu X dan sumbu Z pada langkah penuh adalah 0,5μrads; akurasi posisi sumbu X dan sumbu Z pada goresan penuh adalah 1.5mm; sumbu X dan sumbu Z masing-masing goresan 25,4 mm Akurasi posisi 0,5 mm; deviasi sudut ketika sumbu B berputar 360 ° adalah ± 3μrads; akurasi pembacaan sumbu X dan sumbu Z adalah 5mm; akurasi pembacaan sumbu B adalah 1,3μrads; kesalahan aksial spindel adalah 0,05 mm, radial Kesalahan 0,2mrad; volume alat mesin (tinggi \'' panjang \'' lebar) adalah 1778 \'' 2032 \'' 1800mm.

(2) Mesin bubut berlian Punaimo MSG-325

Mesin bubut berlian Punaimo MSG-325 adalah mesin bubut berlian sumbu ganda yang dikontrol secara numerik oleh komputer. Alat mesin menggunakan basis granit 6t, yang dipasang pada bantalan udara terkompresi untuk mengisolasi getaran dan mengurangi getaran hingga 2Hz. Baik slide X dan Z dipasang di dasar granit. Kedua slide dipasang tegak lurus satu sama lain, dan akurasi vertikal dari seluruh goresan berada dalam 0,76mm. Dudukan alat yang dapat diganti dipasang pada slide X, dan spindel bantalan udara dipasang pada slide Z. Posisi persis pergerakan kedua gerbong diukur dengan sistem sensor laser dengan akurasi 0,025 mm.

Alat mesin ini dapat memproses berbagai lensa sferis dan asferis, lensa fresnel, cermin, cermin bagian kerucut off-axis, cermin polihedral, lensa video presisi, dan bagian optik lainnya untuk aplikasi inframerah dan panjang gelombang tampak. Selama pemrosesan bagian optik, interferometer laser dapat digunakan untuk melakukan pengukuran non-kontak permukaan bagian yang diproses. Indikator kinerja teknis utama alat mesin adalah sebagai berikut:

Poros utama alat mesin mengadopsi bantalan udara. Saat diukur di ujung depan pada 1000 rpm, runout radial dan aksial keduanya 0,1 mm; motor penggerak adalah motor servo DC 1 / 3HP100-2400 rpm; bantalan udara diadopsi Ukuran nominal slide X adalah 609 \'' 762mm, stroke maksimum 304mm, kecepatan gerakan maksimum 20cm / menit, kesalahan gerakan horizontal 0,5mm, kesalahan gerakan vertikal 1,27mm, dan motor penggerak sekrup presisi 1HP0 ～ 2500 rpm. min; Garis maksimum slide Z adalah 203mm, dan indikator kinerja lainnya sama dengan yang ada pada slide X; diameter benda kerja adalah 356mm untuk struktur perkakas mesin normal, dan 560mm untuk struktur perkakas mesin bukaan besar; kedalaman pemrosesan maksimum benda kerja adalah 204mm; Ketika diameter 150mm, akurasi permukaan benda kerja yang diproses bisa mencapai 1/2.

(3) ULG-100A (H) mesin bubut berlian asferis ultra-presisi

Alat mesin ini merupakan produk Jepang' Toshiba Machinery Co., Ltd. pada tahun 1990-an. Sejak Juni 1992, telah menghasilkan dua mesin per bulan, dan masing-masing mesin dihargai 50 juta yen. Spindel peralatan mesin mengadopsi bantalan aerostatik dengan kekakuan tinggi dan presisi ultra, dan perangkat kontrol numerik peralatan mesin memiliki fungsi umpan balik. Ini dapat memproses berbagai bagian optik dan cetakan logam untuk pencetakan kompresi lensa asferis. Akurasi pemesinan bisa mencapai 0,01mm. Cetakan logam cetakan kompresi menggunakan alat berlian dan roda gerinda untuk memutar dan menggiling, yang dapat mencapai kualitas cermin. Indikator kinerja teknis utama alat mesin adalah sebagai berikut:

Langkah maksimum sumbu X (poros roda gerinda) dari perkakas mesin adalah 150 mm; stroke maksimum sumbu Z (poros benda kerja) adalah 100mm; kecepatan maksimum poros roda gerinda adalah 40000 putaran / menit; motor roda gerinda adalah 1kW / 40000 putaran / menit; kecepatan poros benda kerja adalah 20 ~ 1500 R / mnt; Motor sumbu benda kerja 0,25kW / 3000 RPM / mnt; Grinding wheel spindle axial dan radial runout 0.05mm; Benda kerja spindle aksial dan radial runout 0.05mm; Linearitas gerakan sumbu X 0.1mm / 150mm; Sumbu Z Linearitas gerakan adalah 0.1mm / 100mm.