【2022先進會員(yuan)（創新十佳(jiā)）】杭機股份(fen)：大口徑光(guāng)學元件超(chāo)聲🤩芳草碧连天🔞电视剧国语㊙️銑磨抛(pao)成套裝備(bei)

2025年(nián)12月10日，中國(guó)機床工具(jù)工業協會(huì)公布了“關(guan)于2022年度中(zhōng)國機床工(gōng)具工業協(xie)會先進會(hui)員（十佳）的(de)表彰決定(ding)”，對10家“自主(zhu)創新十佳(jiā)”和10家“産品(pǐn)質量十佳(jia)”企業進行(hang)了表彰，并(bing)于CIMT2023展會開(kāi)幕首日給(gěi)獲獎企業(yè)頒發了獎(jiang)牌。爲了更(gèng)好地宣🤟傳(chuán)這些先進(jìn)會員企業(yè)，協會傳媒(méi)部針對十(shí)佳企業及(jí)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(cái)整理成宣(xuān)傳稿，經與(yǔ)相關企業(ye)确認後，在(zài)協會主辦(ban)的全媒體(ti)平台陸續(xù)公開發布(bù)（排名不分(fèn)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(5G网站)（簡(jiǎn)稱 “杭(hang)機股份”）研(yán)發的大口(kǒu)徑光學元(yuan)件超聲銑(xǐ)磨抛成套(tao)裝🌏備，采用(yòng)橋式框架(jià)移動式結(jie)構布局，具(jù)有高剛性(xing)、高精度及(ji)強🥰大的多(duō)手段揉合(hé)功能，配置(zhì)超精密閉(bì)式靜壓回(huí)轉💯工作台(tai)，可自由統(tǒng)配超精密(mi)靜壓主軸(zhou)、超聲刀柄(bing)、磨抛頭、應(yīng)力盤、磁流(liú)變組合🎯及(jí)搖臂式輪(lun)廓度儀等(deng)♍關鍵部件(jiàn)，設備配置(zhi)有尋邊定(dìng)位系統，可(kě)快速定位(wèi)光學元件(jiàn)坐标，提高(gao)工作效率(lǜ)。設備可對(duì) 3 米級(jí)光學元件(jiàn)進行超精(jīng)密銑磨加(jiā)工、多自由(you)度快速研(yan)抛💰及高精(jīng)度測量，完(wán)成光學元(yuán)件磨削、研(yán)抛、精抛、檢(jiǎn)測、确定性(xìng)修形的全(quan)✏️部加工工(gong)藝。

設(shè)備配置高(gao)精度絕對(duì)式光栅，保(bao)證機床軸(zhóu)系高精度(du)；配💰置國産(chǎn)五軸聯動(dong)數控系統(tǒng)，實現機床(chuang)多手段、多(duō)組合的磨(mo)抛加工技(jì)術。最大限(xiàn)度地降低(dī)光學元件(jiàn)在超精密(mi)磨削過程(chéng)❓中的亞♻️表(biao)面損傷層(céng)深度，提高(gāo)加工精度(dù)和效率。加(jia)工精度爲(wèi)抛光階段(duan)面形 ≤ 10nm ，表面(mian)粗糙度≤ 1nm RMS ；機床精(jīng)度爲直線(xiàn)軸重複定(dìng)位精度≤ 1 µ m，靜壓主(zhǔ)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(jìng)非球面反(fǎn)射鏡以及(jí) SiC/Si 、光學(xué)玻璃高效(xiao)光學元件(jiàn)的磨削、磨(mó)抛精密加(jiā)工及🏃🏻在✌️線(xiàn)輪廓❓測量(liàng)，可完成光(guang)學元件磨(mó)削、研抛、粗(cū)抛、檢測、确(què)定性修形(xing)的全部加(jia)工工藝。

設(she)備的研制(zhi)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(xing)光學元件(jiàn)加工提📱供(gong)關鍵設備(bei)保障，對提(ti)高我國超(chāo)大口徑光(guāng)學元件加(jiā)工技術起(qi)到重要促(cù)進作用。

二、産品(pǐn)特點及技(jì)術水平

1.  産品結(jie)構特點

本機床(chuang)采用龍門(mén)框架移動(dong)式結構布(bu)局，由雙床(chuang)身🐅架、橫梁(liáng)及🔆橫梁支(zhi)座組成一(yī)個剛性框(kuang)架結構，中(zhong)間❌是直徑(jing) 3m 的靜(jìng)壓回轉工(gōng)作台（ C 軸）。機床具(ju)有 X 、 Y 、 Z 三(san)個平動軸(zhóu)，橫梁沿雙(shuang)床身架上(shang)的導軌做(zuo)縱向運動(dòng)，橫梁沿左(zuo)側床身架(jià)的縱向運(yùn)動爲 Y1 軸，橫梁沿(yán)右側床身(shen)架的縱向(xiàng)運動爲 Y2 軸，橫梁(liang)通過 Y1 與 Y2 同(tóng)步驅動實(shi)現縱向移(yí)動。

在(zai)橫梁上有(yǒu)兩套橫向(xiang)拖闆，橫向(xiàng)拖闆沿橫(héng)梁導軌做(zuo)橫向💋運動(dong)，橫向拖闆(pan)的橫向運(yun)動爲 X1 、 X2 軸。橫(héng)向拖闆前(qián)部有垂直(zhi)拖闆，垂直(zhi)拖闆沿橫(héng)向拖闆上(shang)作垂直🌍升(shēng)降運動，即(jí) Z1 、 Z2 軸。

超(chāo)精密非球(qiú)面磨削主(zhu)機垂直拖(tuo)闆下方可(kě)安裝超精(jing)密🌍磨削主(zhu)軸和搖臂(bì)式輪廓儀(yí)測量系統(tong)，主軸與垂(chui)直🐕拖闆之(zhī)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(bai)動。非球面(mian)超精密銑(xǐ)磨設備 B1 、 B2 軸(zhou)可安裝超(chao)精密磨削(xue)主軸和搖(yao)臂式輪廓(kuò)測量裝置(zhì)等；多自由(you)度快速研(yán)抛設備 B1 、 B2 軸(zhóu)可自由選(xuan)裝小磨頭(tóu)數控研抛(pao)裝置、應力(li)盤研抛💜裝(zhuang)置✂️、磁🔴流體(ti)👅抛光裝置(zhì)和搖臂式(shi)輪廓測量(liàng)裝置等✏️。

該設備(bèi)共有 9 個數控軸(zhóu)（ 6 個直(zhí)線軸、 3 個回轉軸(zhóu)），工作時需(xū)要進行 5 軸聯動(dòng)控制。

2.  技術(shu)難點與創(chuang)新點研究(jiū)

（ 1 ）技術難點(dian)

①掌握(wo) 2000mm 直徑(jing)超精密閉(bi)式靜壓工(gōng)作台設計(ji)與制造技(jì)術；掌✉️握大(da)直徑閉式(shì)靜壓工作(zuo)台的超高(gao)精度（轉台(tái)回轉🈚精度(dù)㊙️≤ 0.5 μ m ）的設計、制(zhi)造、裝配方(fang)法，解決了(le)大直徑轉(zhuan)台回轉精(jing)度及穩定(dìng)性⚽問題，形(xing)成關鍵零(ling)件加工和(hé)部件裝配(pèi)規範。

②掌握高精(jīng)度靜壓回(hui)轉工作台(tai)的全性能(néng)測試方法(fa)，解📧決高精(jīng)度👨‍❤️‍👨功能部(bu)件制造裝(zhuāng)配難、檢測(ce)難的問題(tí)。

③掌握長絲(si)杠垂度誤(wù)差控制技(ji)術。由于設(she)備 X 軸(zhou)（橫向拖闆(pǎn)左右運行(háng)）進給機構(gou)采用的是(shi)絲杠副傳(chuán)動，絲杠跨(kuà)度大于 6m ，爲避免(miǎn)絲杠垂度(dù)的影響，需(xū)要更改或(huo)優化傳動(dong)機構。采用(yong)螺母旋轉(zhuǎn)絲杠副傳(chuan)動，并根據(ju)橫梁運行(hang)曲線适當(dang)調整确🌐定(ding)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(gòu)設計、裝配(pèi)工藝💋方法(fa)、規❓範檢測(cè)方法，提高(gao)機床精度(dù)。

⑤優化(hua)龍門框架(jià)式移動結(jié)構設計與(yu)制造工藝(yì)，有效提高(gāo)🍉非球面超(chāo)精密銑磨(mó)設備的機(jī)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(hé)移動速度(du)，提高設備(bei)加工效率(lü)。

（ 2 ）技術創新(xin)點

①高精密(mi)靜壓工作(zuò)台的設計(jì)制造裝配(pèi)調試檢測(ce)技術；

②單機(jī)床複合多(duo)手段、多工(gong)位銑磨 / 研抛功(gong)能技術，拓(tuò)展功能化(huà)、模塊化、标(biao)準化設計(ji)設計方法(fa)，提高設備(bei)集成化，滿(man)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(te)性分析及(jí)優化，掌握(wo)大型機床(chuáng)模态變化(hua)規律及優(yōu)化方法。

（ 3 ）國(guó)内外研制(zhì)情況

随着光學(xué)制造技術(shu)的發展，針(zhēn)對地基、機(jī)載大口徑(jìng)望遠鏡的(de)研究已在(zai)全球掀起(qǐ)熱潮，而大(da)口徑望遠(yuǎn)鏡的👣需求(qiu)對光學制(zhi)造能力的(de)牽引，掀起(qi)了全球光(guang)學制造行(háng)業的技術(shu)創新熱潮(cháo)。美國 Arizona 大學、 QED 公司，德國(guó) CARL ZIESS 、 NTG ，日本 CANON ，英國 CRANFIELD 等多家公(gōng)司和研究(jiu)機構均推(tui)出了獨具(ju)特色的制(zhì)造裝備👣和(he)工藝，大口(kou)徑光學制(zhì)造技術的(de)研究和發(fā)展已經國(guo)際化⚽。

針對 RB ‐ SiC 等硬(yìng)脆材料加(jia)工中存在(zài)的問題，從(cóng) 20 世紀(jì)  90 年代(dai)開始，國外(wai)一些公司(sī)開始研究(jiu)硬脆材料(liao)的超聲加(jiā)工技術，開(kāi)展超聲加(jia)工裝備研(yán)制。如 DMG 公司開發(fa)了可用于(yu)加工陶瓷(ci)、 RB ‐ SiC 、 C/C 複合(hé)材料等難(nán)加工材料(liào)的超聲銑(xǐ)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(sī)都已研發(fā)出超聲加(jiā)工專用機(ji)床，并成功(gōng)應用于航(hang)空♋航天制(zhi)造等領域(yu)。

DMG公司(si)開發的五(wǔ)軸超聲磨(mó)削加工中(zhong)心

與國外(wai)先進水平(ping)相比，目前(qián)我國航空(kong)航天制造(zào)企業☁️大都(dōu)采用傳統(tǒng)的磨削方(fang)法加工光(guang)學材料構(gòu)件，在加🔞工(gōng)質量、成品(pin)率、加工效(xiao)率、工具磨(mó)損等方面(miàn)存在或多(duo)😘或少的問(wen)題，顯示出(chū)自主研發(fā)🔱的重要性(xing)。       

近年(nian)來，我國經(jing)濟技術發(fā)展迅猛，國(guo)力日漸強(qiang)盛，未來也(ye)将需要建(jiàn)造自己的(de)巨型天文(wen)望遠鏡。在(zài)地基望遠(yuǎn)鏡中，近期(qi)關于我國(guó) 12m 天文(wén)望遠鏡技(ji)術方案的(de)争論正在(zài)公開進行(hang)，中外學者(zhe)們紛紛公(gong)開發表自(zi)己的觀點(diǎn)，問題焦點(dian)集中于望(wang)遠鏡光學(xué)系統方案(àn)的選定和(hé)國際化問(wèn)題，但本質(zhì)上是方案(àn)的技術🌂實(shi)現可行性(xìng)問🤞題。

研究(jiu)直接面向(xiàng)超大口徑(jìng)反射鏡的(de)高效率、高(gāo)精度☂️制造(zao)問題，通過(guo)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(shēng)産，将爲未(wei)😘來制造巨(ju)型拼接主(zhu)鏡提供強(qiang)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(pin)。第一代産(chan)品已經成(cheng)功生産😘出(chū) 4.13m 大口(kou)徑反射鏡(jing)，經一代、二(er)代技術累(lei)積，在機床(chuáng)性能☔、精度(du)、多手段📧揉(rou)合技術方(fang)面有進一(yi)步創新及(ji)應用。

綜合相關(guān)技術及産(chan)品應用要(yào)求，杭機研(yán)發的非球(qiú)面超🌐精密(mi)銑✨磨設備(bei) / 多自(zi)由度快速(su)研抛設備(bèi)，爲我國光(guang)學産業升(shēng)級、研發高(gāo)性能光電(dian)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(xué)元件的高(gao)精高效生(sheng)産制造體(tǐ)系的重要(yao)一環，滿🔞足(zú)國民經濟(ji)和國防安(an)全領域需(xū)求，具有良(liang)好的經濟(jì)和社會效(xiào)益。

三、圍繞(rao)該産品所(suo)開展的技(ji)術創新工(gōng)作

 

1 ．采取項(xiang)目負責制(zhì)。 由公(gōng)司技術副(fu)總負責項(xiàng)目的實施(shī)和推進，公(gong)司負責人(rén)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻參與協調(diao)項目進展(zhǎn)，同時督促(cu)公司配套(tào)資金及相(xiàng)應的人力(lì)、物力全部(bù)落實到位(wèi)，以保障課(ke)題順利實(shi)施。

 

2 ．制訂項(xiang)目管理辦(bàn)法。 确(que)定技術資(zī)料、财務、生(shēng)産流程文(wen)檔等的管(guǎn)理要求；定(dìng)☎️期組🈲織階(jie)段考評會(huì)，檢查計劃(huà)進展，協調(diao)存在的問(wen)題🚶‍♀️，保障課(ke)題實施的(de)時🤟效性；制(zhì)訂項目開(kāi)發時間表(biao)，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(fā)内容的關(guān)鍵技術及(ji)技術創新(xin)點進行羅(luo)列分解，确(que)定項目技(jì)術方案和(he)技術路線(xian)，由此組織(zhī)相📐關人員(yuán)進行攻關(guan)。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(zhu)重工作成(chéng)果、工作實(shi)效，有效❗促(cu)進了科技(jì)人員的㊙️研(yán)發積極性(xing)。

 

4 ．人員培養(yang)工作。 在組織精(jīng)兵強将的(de)同時，帶動(dong)青年員工(gōng)參與到項(xiàng)目中來，從(cong)實際操作(zuò)中學習。加(jiā)強與高等(deng)院校和用(yòng)戶形成長(zhang)期緊密型(xíng)産、學、研、用(yòng)合作模式(shì)，逐步形成(cheng)💁大口徑光(guang)學元件精(jing)密加工制(zhì)造示範基(ji)地。并依托(tuō)高等院校(xiao)科研優勢(shì)，建成一支(zhi)🌏以中青年(nian)爲主的精(jīng)😍密加工技(ji)術❓及裝備(bèi)研究團隊(duì)，以及掌握(wo)高效高精(jīng)銑磨工藝(yì)、高精輪廓(kuò)檢測工藝(yì)☔、高品質研(yán)抛工藝的(de)高級技術(shù)人才隊伍(wu)，推動中國(guo)高端機床(chuáng)裝備的持(chi)續發展。

 

四、産品(pin)應用效果(guo)及産業化(hua)前景

大口徑非(fēi)球面産品(pin)應用市場(chǎng)規模大，相(xiàng)關加工、檢(jiǎn)測等制㊙️造(zào)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(yuan)件的高效(xiào)制造，實現(xian) 1500-2000mm 量級(ji)光學元件(jian)的快速、高(gao)效生産，加(jia)工效率顯(xian)著提升，滿(man)足國⛷️防、天(tian)文等領域(yu)不斷增長(zhang)的市場需(xu)求。

該(gāi)設備的研(yan)制将打破(po)國外技術(shù)壟斷，實現(xiàn) 2000mm 大口(kǒu)徑非球面(miàn)反射鏡制(zhì)造高端數(shù)控機床國(guó)産化🏃，在行(háng)業和專🎯業(yè)領域發揮(hui)示範作用(yòng)，爲我國光(guang)學産業升(sheng)級提供可(kě)靠的技術(shù)保障，推動(dong)光學制造(zao)業向高檔(dang)次、高質量(liàng)💔方向發展(zhan)。

該設備的(de)大口徑非(fei)球面加工(gōng)工藝及技(ji)術成果可(kě)應用于民(min)用🔞天文觀(guan)測、減災、氣(qì)象、國土資(zi)源管控、環(huán)保等方面(mian)，将産生顯(xian)🐆著的社會(hui)效益；相關(guan)技術成果(guo)可應用于(yú)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(neng)部件和加(jiā)工工藝的(de)‼️研究成果(guǒ)，有望在航(hang)空工業超(chāo)硬複合材(cái)料加工産(chǎn)㊙️業得到應(yīng)用，從而推(tuī)動周邊産(chan)業技術進(jin)步。      

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