【2022先(xian)進會員(yuán)（創新十(shi)佳）】杭機(jī)股份：大(da)口徑光(guāng)學元件(jiàn)超🤟聲銑(xi)磨抛成(cheng)❓av1🔞213🌈套裝備(bèi)

2025年12月11日(ri)，中國機(jī)床工具(jù)工業協(xié)會公布(bu)了“關于(yú)2022年度中(zhong)國機床(chuang)工🥵具工(gong)業協會(huì)先進會(hui)員（十佳(jia)）的表彰(zhang)決定”，對(duì)10家“自主(zhǔ)創新十(shi)佳”和10家(jiā)“産品質(zhì)量十佳(jiā)”企業進(jin)行了表(biao)彰，并于(yu)🔅CIMT2023展會開(kāi)幕首日(ri)給獲獎(jiang)企業頒(ban)發了獎(jiang)牌。爲了(le)更好地(dì)宣傳這(zhè)些先進(jin)會員企(qi)業，協會(huì)傳媒部(bu)針對十(shí)佳企業(ye)及其産(chǎn)品組織(zhī)了系列(lie)專題報(bào)道，以協(xie)會行業(ye)發展部(bù)提供的(de)💯資料爲(wèi)素材整(zheng)理成宣(xuan)傳稿，經(jīng)與相關(guan)企業确(que)認後，在(zài)協會主(zhǔ)辦的全(quan)媒體🏃‍♀️平(ping)台陸續(xu)公開發(fa)♉布（排名(ming)不分先(xiān)後），供業(yè)界同仁(ren)參考，以(yǐ)期共同(tong)進步。

 

協會(hui)傳媒部(bù)

一(yi)、産品亮(liàng)點

浙江(jiāng)青岛盈复自动化制造有限公司(AI智能站)（簡稱 “杭機(jī)股份”）研(yán)發的大(dà)口徑光(guāng)學元件(jian)超聲銑(xǐ)磨抛成(chéng)套🔞裝備(bèi)，采用橋(qiao)式框架(jia)移動式(shi)結構布(bù)局，具有(yǒu)高剛性(xìng)、高精度(du)及強大(dà)的多手(shǒu)🏃🏻‍♂️段揉合(hé)功能，配(pèi)置超精(jīng)密閉式(shì)靜壓回(hui)轉工作(zuò)台，可自(zi)由統配(pèi)超精密(mì)靜壓主(zhǔ)⛱️軸、超聲(sheng)刀柄、磨(mo)抛頭、應(ying)力盤、磁(cí)流變組(zǔ)合及搖(yáo)臂式🔅輪(lun)廓度儀(yí)等關鍵(jiàn)部件，設(she)🐕備配置(zhi)有尋🍉邊(bian)定位系(xì)統，可快(kuài)速定位(wèi)光學元(yuan)件坐标(biao)，提高工(gong)作效率(lǜ)。設備可(kě)對 3 米級光(guang)學元件(jian)進行超(chāo)精密銑(xi)磨加工(gōng)、多自由(you)度快速(sù)研抛及(ji)高精度(dù)測量，完(wán)成光學(xué)元件磨(mó)削、研抛(pāo)、精抛、檢(jiǎn)測、确定(ding)性修形(xíng)的全部(bù)加工工(gōng)藝。

設(shè)備配置(zhi)高精度(du)絕對式(shi)光栅，保(bao)證機床(chuang)軸系高(gāo)精度；配(pei)置國産(chan)🚶‍♀️五軸聯(lian)動數控(kòng)系統，實(shí)現機床(chuang)多手段(duàn)、多組合(hé)的磨抛(pao)加工技(jì)術。最大(da)限度地(di)降低光(guang)學元件(jian)在超精(jing)密磨🈲削(xuē)過程中(zhōng)的亞表(biǎo)面損傷(shang)層深度(du)，提高加(jia)工精度(dù)和效率(lǜ)。加工精(jing)度爲抛(pao)光階㊙️段(duàn)面形 ≤ 10nm ，表面粗(cu)糙度≤ 1nm RMS ；機床(chuang)精度爲(wèi)直線軸(zhou)重複定(dìng)位精度(dù)≤ 1 µ m，靜壓主(zhǔ)軸回轉(zhuan)精度≤0.2 µ m，靜(jìng)壓轉台(tai)回轉精(jing)度≤0.5 µ m。

設(shè)備主要(yao)用于大(da) 口(kǒu)徑非球(qiu)面反射(she)鏡以及(ji) SiC/Si 、光(guang)學玻璃(lí)高效光(guāng)學元件(jian)的磨削(xue)、磨抛精(jīng)密加工(gōng)及在線(xian)⭐輪廓測(cè)量，可完(wán)成光學(xué)元件磨(mó)削、研抛(pao)、粗抛、檢(jiǎn)測、确定(ding)性🌈修形(xing)的全部(bu)加工工(gōng)藝。

設(shè)備的研(yán)制成功(gōng)，打破國(guó)内超大(da)口徑空(kong)間光學(xué)反📧射鏡(jing)制造能(neng)力瓶頸(jǐng)，爲我國(guo)航天等(deng)重點領(lǐng)域的大(da)型光學(xue)元件加(jia)⛷️工提供(gòng)關鍵設(she)備保障(zhàng)，對提高(gāo)我國超(chāo)大口徑(jìng)光學元(yuan)件加工(gōng)技術起(qǐ)到重要(yào)促進作(zuo)用。

二、産(chǎn)品特點(diǎn)及技術(shù)水平

1.  産(chǎn)品結構(gou)特點

本(běn)機床采(cai)用龍門(mén)框架移(yí)動式結(jie)構布局(ju)，由雙床(chuáng)身架、橫(heng)梁及橫(heng)💔梁支座(zuò)組成一(yī)個剛性(xing)框架結(jie)構，中間(jian)是直徑(jìng) 3m 的(de)靜壓回(hui)轉工作(zuo)台（ C 軸）。機床(chuang)具有 X 、 Y 、 Z 三(sān)個平動(dong)軸，橫梁(liang)沿雙床(chuang)身架上(shàng)的導軌(guǐ)做縱向(xiàng)運✂️動，橫(héng)梁沿左(zuo)側床身(shēn)架的縱(zong)向運動(dong)爲 Y1 軸，橫梁(liang)沿右側(cè)床身架(jia)的縱向(xiang)運動爲(wei) Y2 軸(zhóu)，橫梁通(tong)過 Y1 與 Y2 同步驅(qu)動實現(xiàn)縱向移(yi)動。

在橫(héng)梁上有(yǒu)兩套橫(héng)向拖闆(pǎn)，橫向拖(tuō)闆沿橫(heng)梁導軌(gui)做橫🈲向(xiàng)運動，橫(heng)向拖闆(pan)的橫向(xiàng)運動爲(wèi) X1 、 X2 軸。橫(heng)向拖闆(pan)前部有(yǒu)垂直拖(tuō)闆，垂直(zhí)拖闆沿(yán)橫向拖(tuo)闆上✍️作(zuo)垂直升(shēng)降運動(dong)，即 Z1 、 Z2 軸(zhóu)。

超精密(mi)非球面(miàn)磨削主(zhu)機垂直(zhi)拖闆下(xià)方可安(ān)裝超⛹🏻‍♀️精(jīng)🔅密磨削(xue)主軸和(he)搖臂式(shì)輪廓儀(yí)測量系(xi)統，主軸(zhou)與垂直(zhi)🛀🏻拖闆之(zhi)間安裝(zhuang)有一擺(bǎi)動分度(du)軸 —— B1 、 B2 軸，實(shi)現各磨(mó)頭和繞(rao) Y 軸(zhou)方向± 100 °擺動(dòng)。非球面(mian)超精密(mì)銑磨設(shè)備 B1 、 B2 軸(zhou)可安裝(zhuāng)超精密(mi)磨削主(zhu)軸和搖(yáo)臂式輪(lun)廓測量(liang)裝置等(deng)；多👉自由(you)度快速(su)研抛設(she)備 B1 、 B2 軸(zhou)可自由(yóu)選裝小(xiǎo)磨頭數(shu)控研抛(pao)裝置、應(ying)力盤研(yán)抛裝置(zhi)、磁🌈流體(tǐ)抛光裝(zhuāng)置和搖(yao)臂式輪(lún)廓測量(liàng)裝置等(deng)。

該設備(bei)共有 9 個數(shù)控軸（ 6 個直(zhi)線軸、 3 個回(huí)轉軸），工(gong)作時需(xu)要進行(hang) 5 軸(zhóu)聯動控(kòng)制。

2.  技術難(nan)點與創(chuàng)新點研(yan)究

（ 1 ）技術難(nan)點

①掌握(wò) 2000mm 直(zhí)徑超精(jing)密閉式(shì)靜壓工(gong)作台設(she)計與制(zhì)造技術(shu)；掌握✂️大(dà)直徑閉(bì)式靜壓(ya)工作台(tai)的超高(gao)精度（轉(zhuǎn)台回轉(zhuan)精度≤ 0.5 μ m ）的設計(jì)、制造、裝(zhuang)配方法(fa)，解決了(le)大直徑(jìng)轉台回(huí)轉精✏️度(dù)及穩定(dìng)性問題(ti)，形成關(guan)鍵零件(jian)加工和(hé)部件裝(zhuāng)配規範(fàn)。

②掌(zhǎng)握高精(jing)度靜壓(yā)回轉工(gong)作台的(de)全性能(neng)測試方(fang)法，解決(jué)高精度(dù)功能部(bù)件制造(zao)裝配難(nán)、檢測難(nán)的問題(ti)。

③掌握(wo)長絲杠(gang)垂度誤(wu)差控制(zhì)技術。由(you)于設備(bèi) X 軸(zhou)（橫向拖(tuō)闆左右(yòu)運行）進(jin)給機構(gou)采用的(de)是絲杠(gang)副傳💃動(dong)，絲杠跨(kuà)度大于(yu) 6m ，爲(wei)避免絲(sī)杠垂度(du)的影響(xiǎng)，需要更(gèng)改或優(yōu)化傳動(dòng)機構。采(cǎi)🔴用螺母(mǔ)💛旋轉絲(sī)杠副傳(chuan)動，并根(gen)據橫梁(liang)運行曲(qǔ)🔅線适當(dang)調整确(què)定絲杠(gàng)副的支(zhi)撐拉力(lì)。

④設備(bèi)采用 1 µ m級(ji)重複定(ding)位精度(du)直線軸(zhóu)進給機(jī)構設計(jì)、裝配工(gong)藝方法(fa)✨、規範檢(jiǎn)測方法(fa)，提高機(jī)床精度(du)。

⑤優(you)化龍門(mén)框架式(shi)移動結(jié)構設計(ji)與制造(zao)工藝，有(you)效提高(gāo)非球面(miàn)超精密(mi)銑磨設(she)備的機(jī)床精度(du)，有效提(ti)升多⭐自(zi)由度快(kuài)速研抛(pao)設備的(de)各軸加(jia)速度和(he)移動速(su)度，提高(gao)設備加(jiā)工效率(lü)。

（ 2 ）技(ji)術創新(xin)點

①高(gao)精密靜(jing)壓工作(zuò)台的設(shè)計制造(zao)裝配調(diao)試檢測(cè)技術；

②單機床(chuáng)複合多(duō)手段、多(duo)工位銑(xǐ)磨 / 研抛功(gong)能技術(shù)，拓展功(gōng)能化、模(mó)塊化、标(biao)準化設(shè)計設計(ji)方法，提(ti)高設備(bei)集成化(hua)，滿足光(guāng)學元件(jiàn)對主機(ji)設😍備的(de)多功㊙️能(neng)要求；

③大型(xíng)機床動(dòng)态和熱(rè)态特性(xìng)分析及(jí)優化，掌(zhang)握大型(xing)機床模(mó)态🌈變化(hua)規律及(ji)優化方(fang)法。

（ 3 ）國内外(wai)研制情(qíng)況

随着(zhe)光學制(zhi)造技術(shù)的發展(zhan)，針對地(dì)基、機載(zai)大口徑(jìng)望遠鏡(jìng)的研究(jiū)已在全(quán)球掀起(qi)熱潮，而(er)大口徑(jing)望遠鏡(jing)的需求(qiú)對光學(xue)制造能(néng)力的牽(qiān)引，掀起(qi)了全球(qiú)光學制(zhi)造行業(ye)的技術(shu)創新熱(rè)潮。美國(guó) Arizona 大(da)學、 QED 公司，德(dé)國 CARL ZIESS 、 NTG ，日(rì)本 CANON ，英國 CRANFIELD 等多(duo)家公司(si)和研究(jiū)機構均(jun)推出了(le)獨具特(tè)色的制(zhi)📐造裝⭐備(bei)和工藝(yì)，大口徑(jìng)光學制(zhi)造技術(shù)的研究(jiu)和發展(zhǎn)已經國(guo)際化。

針(zhēn)對 RB ‐ SiC 等(deng)硬脆材(cai)料加工(gōng)中存在(zai)的問題(ti)，從 20 世紀  90 年代(dài)開始，國(guo)外一些(xiē)公司開(kāi)始研究(jiū)硬脆材(cai)料的超(chāo)聲👉加工(gong)技術，開(kai)展超聲(shēng)加工裝(zhuang)備研制(zhì)。如 DMG 公司開(kāi)發了可(ke)用于加(jia)工陶瓷(ci)、 RB ‐ SiC 、 C/C 複合材(cai)料等難(nan)加工材(cái)料的超(chāo)聲銑磨(mó)設備。此(ci)外，奧地(di)利👌  GFM 公司、德(de)國 GEISS 公司、法(fa)國 CRENO 公司都(dōu)已研發(fā)出超聲(shēng)加工專(zhuān)用機床(chuáng)，并成功(gōng)應用于(yu)🔞航空航(hang)天制造(zào)等領域(yu)。

DMG公司開(kai)發的五(wǔ)軸超聲(shēng)磨削加(jia)工中心(xin)

與(yu)國外先(xian)進水平(píng)相比，目(mù)前我國(guó)航空航(háng)天制造(zao)企業大(dà)都㊙️采用(yòng)傳統的(de)磨削方(fang)法加工(gong)光學材(cai)料構件(jiàn)，在加🌍工(gong)質量、成(cheng)品率、加(jia)工效率(lü)、工具磨(mó)損等方(fāng)面存在(zài)或多⭕或(huo)少的問(wen)題，顯示(shi)出自主(zhu)研發的(de)重要性(xing)。       

近年來(lai)，我國經(jīng)濟技術(shù)發展迅(xùn)猛，國力(lì)日漸強(qiang)盛，未來(lai)也将需(xū)要建造(zao)自己的(de)巨型天(tian)文望遠(yuǎn)鏡。在地(dì)基望遠(yuǎn)鏡中，近(jìn)期關于(yú)我國📞 12m 天文(wen)望遠鏡(jing)技術方(fāng)案的争(zhēng)論正在(zài)公開進(jìn)行，中外(wài)學者們(men)紛❗紛🏒公(gong)開發表(biǎo)自己的(de)觀點，問(wen)題焦點(diǎn)集中于(yú)望㊙️遠鏡(jìng)🔞光學系(xì)統🌈方案(an)的選定(dìng)和國際(jì)化問題(tí)，但本質(zhi)上是方(fāng)案的技(ji)術實現(xiàn)可行性(xìng)問題。

研究直(zhí)接面向(xiàng)超大口(kǒu)徑反射(shè)鏡的高(gao)效率、高(gāo)精度制(zhì)造問☁️題(ti)，通📱過高(gao)效率制(zhì)造裝備(bei)的産業(ye)化和大(da)口徑制(zhì)造工藝(yi)規範化(huà)，實現大(da)口徑光(guang)學元件(jiàn)的批量(liàng)化生産(chan)✌️，将爲未(wei)來制造(zao)巨型拼(pīn)接主鏡(jìng)提供強(qiáng)有力的(de)技術保(bao)障。

（ 4 ）技術水(shuǐ)平

本設(she)備是公(gong)司第三(sān)代産品(pǐn)。第一代(dai)産品已(yǐ)經成功(gong)生産♌出(chū) 4.13m 大(dà)口徑反(fan)射鏡，經(jing)一代、二(èr)代技術(shù)累積，在(zài)機床性(xing)能、精✔️度(dù)、多手段(duàn)揉合技(jì)術方面(mian)有進一(yi)步創新(xin)及應用(yong)。

綜合相(xiang)關技術(shù)及産品(pǐn)應用要(yao)求，杭機(ji)研發的(de)非球面(mian)超精密(mi)銑磨設(shè)備 / 多自由(yóu)度快速(sù)研抛設(shè)備，爲我(wo)國光學(xué)産業升(shēng)級、研😘發(fā)高性能(néng)💰光🔞電産(chǎn)品提供(gong)可靠的(de)技術保(bǎo)障，補實(shí)了⛷️國内(nei)💃🏻自主🈲研(yán)制大型(xing)光學元(yuán)件的高(gāo)精高效(xiào)生産制(zhì)造體系(xi)🔴的重要(yào)一環，滿(mǎn)足國民(min)✨經濟和(he)國防安(an)全領📐域(yu)需求，具(jù)有良好(hao)的經濟(jì)和社會(hui)效益。

三、圍繞(rào)該産品(pin)所開展(zhǎn)的技術(shù)創新工(gong)作

 

1 ．采(cǎi)取項目(mu)負責制(zhì)。 由(you)公司技(ji)術副總(zǒng)負責項(xiang)目的實(shi)施和推(tui)進，公司(si)負責人(rén)參與協(xié)👨‍❤️‍👨調項目(mù)進展，同(tóng)時督促(cu)公司配(pèi)套資金(jin)及相應(ying)的人力(li)、物力💰全(quán)部落實(shi)到位，以(yǐ)保障課(kè)題順利(lì)實施。

 

2 ．制訂項(xiang)目管理(li)辦法。 确定(dìng)技術資(zī)料、财務(wù)、生産流(liu)程文檔(dang)等的管(guǎn)理要求(qiu)；定期組(zu)📧織階段(duan)考評會(hui)，檢查計(jì)劃進展(zhǎn)，協調存(cun)在的問(wen)題，保障(zhang)課題實(shí)施🌂的時(shi)🆚效性；制(zhì)訂項目(mu)開發時(shi)間表，确(què)定項目(mu)裏程碑(bēi)計劃。

 

3 ．項目任(ren)務分工(gōng)明确。 對項(xiang)目研發(fā)内容的(de)關鍵技(ji)術及技(jì)術創新(xin)點進行(hang)羅列分(fèn)解，确定(dìng)項目技(ji)術方案(àn)和技術(shu)路線，由(you)此組織(zhī)相關人(ren)🌈員進行(háng)攻關。定(ding)期對項(xiàng)目組成(chéng)員進行(hang)考核，并(bing)以🈲此作(zuò)爲項目(mu)獎勵依(yi)據。項目(mù)獎勵注(zhu)重工作(zuo)成果、工(gōng)作實效(xiao)，有效促(cu)進了科(ke)☔技人員(yuán)的研發(fā)積極性(xìng)。

 

4 ．人員(yuán)培養工(gōng)作。 在組織(zhī)精兵強(qiang)将的同(tóng)時，帶動(dòng)青年員(yuán)工參與(yǔ)到項目(mù)中來，從(cóng)實🌈際操(cāo)作中學(xue)習。加強(qiang)與高等(děng)院校和(he)用戶形(xing)♈成長期(qī)緊密型(xing)産、學♌、研(yán)、用合作(zuo)模式，逐(zhu)步形成(cheng)大口徑(jìng)光學元(yuán)件精密(mì)加工制(zhi)💯造示範(fàn)基地。并(bìng)依托高(gao)等院校(xiào)科研優(you)勢，建成(chéng)一支以(yǐ)中青年(nian)爲主的(de)精🏃密加(jia)工技術(shu)🛀及裝備(bei)研究團(tuan)隊，以及(ji)掌握高(gāo)效高精(jīng)🐉銑磨工(gōng)藝、高🐅精(jing)🙇🏻輪廓檢(jian)測工藝(yì)、高品質(zhi)研抛工(gong)藝的高(gao)級技術(shù)人才隊(dui)伍，推動(dong)中國高(gao)端機床(chuáng)裝備的(de)持續發(fa)展。

 

四、産品(pǐn)應用效(xiào)果及産(chǎn)業化前(qian)景

大口(kou)徑非球(qiu)面産品(pǐn)應用市(shi)場規模(mo)大，相關(guān)加工、檢(jiǎn)測等制(zhi)造設備(bei)也具有(yǒu)廣闊的(de)市場空(kong)間。該設(she)備可✉️完(wán)成👄 2000mm 口徑以(yi)内反射(she)鏡元件(jian)的高效(xiao)制造，實(shi)現 1500-2000mm 量級光(guāng)學元件(jian)的快速(sù)、高效生(shēng)産，加工(gong)效率顯(xian)著提升(sheng)，滿足國(guo)防、天文(wén)等領域(yu)不斷增(zēng)長的市(shì)場需求(qiú)。

該設備(bei)的研制(zhi)将打破(pò)國外技(jì)術壟斷(duàn)，實現 2000mm 大口(kou)徑非球(qiu)面反射(shè)鏡制造(zào)高端數(shu)控機床(chuáng)國産化(hua)，在行業(ye)和專🌂業(yè)領域發(fā)揮示範(fan)作用，爲(wei)我國光(guāng)學産✏️業(yè)升級提(tí)供可靠(kào)的技術(shu)保障，推(tui)動光學(xué)制造業(ye)向🤩高檔(dàng)次💞、高質(zhi)量方向(xiang)發展。

該設備(bèi)的大口(kou)徑非球(qiu)面加工(gōng)工藝及(jí)技術成(cheng)果可應(yīng)🎯用于🈲民(mín)用👨‍❤️‍👨天文(wén)觀測、減(jian)災、氣象(xiàng)、國土資(zī)源管控(kong)、環保等(děng)方面，将(jiang)産生顯(xian)💔著的🈚社(she)會效益(yi)；相關技(jì)術成果(guǒ)可應用(yòng)于測繪(huì)等方面(miàn)，将在國(guó)👉防安全(quán)🙇‍♀️方面發(fa)揮顯著(zhe)作用。針(zhen)對該産(chan)品研發(fā)功能部(bu)件和加(jia)工工藝(yì)的🐕研究(jiū)成果，有(you)望在航(hang)空工業(yè)超硬複(fu)合材料(liào)加工産(chǎn)業得到(dao)應用，從(cóng)而推動(dong)周邊産(chǎn)業技術(shu)進步。      

（ 圖文(wen)轉載自(zì)中國機(ji)床工具(jù)工業協(xié)會 ）