離軸非球面磨床

離軸非球面磨床案例1、前沿光學(xué)系統(tǒng)制造經(jīng)典方法利用它們對(duì)稱形狀，光學(xué)組成部分的中心放置在一個(gè)輪盤旋轉(zhuǎn)中心和操作臺(tái)，它們用一個(gè)固定的砂輪磨削，自由的研磨加工和拋光，他們的進(jìn)行都是一個(gè)旋轉(zhuǎn)對(duì)稱模式。在一個(gè)大口徑光學(xué)領(lǐng)域設(shè)計(jì)趨勢(shì)開始朝著系統(tǒng)一體化大、偏心非球面光學(xué)元件發(fā)展。那些元件以一組結(jié)合構(gòu)成單一的大父系光學(xué)表面，同時(shí)另外系統(tǒng)用單個(gè)偏心元件提供緊密、大視野廣角成像系統(tǒng)。一般的，偏心元件為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了另外整套選擇，為地面、機(jī)載和空載光學(xué)應(yīng)用提供了關(guān)鍵特殊系統(tǒng)。產(chǎn)品化的光學(xué)片段是代表性的六邊形，并且尺寸范圍達(dá)到了最大的2.5m跨度?？死史茽柟緳C(jī)床設(shè)計(jì)和制造能夠用于研磨大口徑球面和非球面玻璃元件，滿足光學(xué)成像系統(tǒng)迫切的需求。最大設(shè)計(jì)制約條件利用偏心球形砂輪生產(chǎn)任何三維面形都在以上能力以內(nèi)，在以下討論X、Y、Z協(xié)調(diào)達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)要求包括：在任何運(yùn)動(dòng)的結(jié)合下，能夠穿越截面和創(chuàng)造邊緣輪廓。在磨削前，在X、Y、Z坐標(biāo)下測(cè)量工件表面，在磨削過程中也可以測(cè)量。這個(gè)特征需要能夠確定表面形貌，對(duì)最大部件周期設(shè)計(jì)加工策略。它也要就對(duì)砂輪磨損的影響進(jìn)行考慮同時(shí)對(duì)磨削過程修正。2、機(jī)床結(jié)構(gòu)通常工件的方向決定機(jī)床的概念。既然這樣，他的固定應(yīng)該滿足，在使用中能夠快速的升起和能夠移除冷卻液和磨削碎末?？紤]到精密的要求和對(duì)非常昂貴、易碎的玻璃片方便操作的需要，它要求初期用特殊設(shè)備工件處于臥式狀態(tài)，利于冷卻液和磨削碎屑的去除。工件的尺寸和質(zhì)量和它的安裝固定決定它與磨削主軸是相對(duì)靜止的，測(cè)量探頭移動(dòng)在一個(gè)三坐標(biāo)系統(tǒng)（在一個(gè)移動(dòng)式龍門架上）。磨削主軸和測(cè)量頭連接到垂直Z軸滑枕末端，Z軸有610mm的行程。Z軸連接到Y(jié)軸支撐架上，Y軸導(dǎo)程是2.675m行程穿越橫梁構(gòu)架。橫梁安裝在床身，它沿著X軸導(dǎo)軌水平往復(fù)移動(dòng)。X軸運(yùn)動(dòng)行程是2.6m擴(kuò)展到3.15m，以便利于工件的裝載。圖2機(jī)床軸的布置圖從這個(gè)結(jié)構(gòu)，我們可以看到機(jī)床的整個(gè)輪廓尺寸和由于工件/固定架變化對(duì)機(jī)床變形的影響是最小化。水平操作的測(cè)量探針安裝一個(gè)固定偏移在Y方向距離砂輪175mm處。在磨削過程縮回，操作機(jī)床時(shí)，將其放低達(dá)到測(cè)量模式。3、精度對(duì)于偏心非球面產(chǎn)生器，精密和準(zhǔn)確度的要求是基于表面下一步拋光過程用干涉儀測(cè)量的需要。用波長(zhǎng)為0.6328微米的HeNe激光源，表面誤差加工到2.5-5個(gè)微米的毛砂面，快速收斂要求的輪廓，同時(shí)完成表面微粗糙目標(biāo)。表面精度要求包括由砂輪離散的不完整引起的局部波紋，同時(shí)包括砂輪磨損的影響。在一個(gè)典型的工件表面測(cè)量，全工作區(qū)域2.5mX2.5mX0.61m，對(duì)于機(jī)床運(yùn)動(dòng)目標(biāo)精度是2.5〃m，。一個(gè)簡(jiǎn)單的誤差預(yù)算表明:期望以上工作區(qū)域精度目標(biāo)用一個(gè)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)機(jī)床方法是不現(xiàn)實(shí)的，在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法里，幾何精度由結(jié)構(gòu)和導(dǎo)軌的完整性確定的。兩個(gè)方法提高精度因此被認(rèn)可。1、 誤差補(bǔ)償依靠精度性能周期特征。2、 用一個(gè)自由的測(cè)量框架理念。在每個(gè)特征化/標(biāo)準(zhǔn)化操作之間，前者方法是依靠一個(gè)精度特性可預(yù)測(cè)性，但是，考慮許多不確定因素，后者方法可行。4、測(cè)量結(jié)構(gòu)一個(gè)固定的測(cè)量結(jié)構(gòu)很難應(yīng)用在一個(gè)大三軸機(jī)床上。這個(gè)挑戰(zhàn)就是設(shè)計(jì)一個(gè)執(zhí)行方法，既能夠明白實(shí)際可接受的成本，同時(shí)在大的工作域又能夠得到足夠的精度。激光干涉儀與基準(zhǔn)直尺結(jié)合承認(rèn)工件表面與機(jī)床刀刃和輪廓儀測(cè)量點(diǎn)的關(guān)聯(lián)的一個(gè)精確方法的實(shí)現(xiàn)。兩平行于到移動(dòng)的龍門架上，生系統(tǒng)計(jì)算基準(zhǔn)面、激光測(cè)量結(jié)構(gòu)原理構(gòu)成機(jī)床工作臺(tái)和共面。兩平行于到移動(dòng)的龍門架上，生系統(tǒng)計(jì)算基準(zhǔn)面、激光測(cè)量結(jié)構(gòu)原理構(gòu)成機(jī)床工作臺(tái)和共面。和干涉儀的距離，從而在X、Y和Z方向進(jìn)行修正。基準(zhǔn)桿由2.75m長(zhǎng)、截面100mmX307..5mm的麻粒ULE玻璃構(gòu)成。這個(gè)桿是研磨和拋光，并且伊斯門通過干涉儀已經(jīng)檢測(cè)了它們的特性。基準(zhǔn)面有個(gè)鋁處理的斑紋，它能夠使它們作為一個(gè)平面鏡在機(jī)床干涉系統(tǒng)里。測(cè)量結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)載兩個(gè)共面參考桿，此桿表現(xiàn)為一個(gè)帶有基準(zhǔn)干的的空心四方塊體形式，測(cè)量結(jié)構(gòu)固定在四方的對(duì)立邊。每個(gè)桿按照運(yùn)動(dòng)學(xué)用必備的精密垂直微調(diào)器安裝在它的最小偏差點(diǎn)上。結(jié)構(gòu)自身由一個(gè)高應(yīng)力消失鋼焊接，為了高剛度和高阻尼填充環(huán)氧混凝土。測(cè)量結(jié)構(gòu)和工作臺(tái)都必需固在機(jī)床的基部，既不受力由于改變工件或者固定架質(zhì)量，也不彎曲由于大機(jī)床龍門架的運(yùn)動(dòng)，扭曲測(cè)量結(jié)構(gòu)。既不受力由于改變工件或者固定架質(zhì)量不適當(dāng)?shù)赜绊憴C(jī)床幾何結(jié)構(gòu)，也不扭曲由于機(jī)床龍門架運(yùn)動(dòng)影響工作臺(tái)（工件幾何結(jié)構(gòu)化）

ILASER2激光干涉儀位置和測(cè)量結(jié)構(gòu)LASER35、主要ILASER2激光干涉儀位置和測(cè)量結(jié)構(gòu)LASER35、主要以辰動(dòng)幅度二描述，在許多關(guān)鍵區(qū)域，測(cè)量系統(tǒng)的使用減小機(jī)床精度要求。盡管這樣，好的精密機(jī)床設(shè)計(jì)習(xí)慣需要遵從確保一個(gè)高閉環(huán)剛度在機(jī)床和工件之間，在磨削期間發(fā)生的1的最小化。辰動(dòng)幅度結(jié)構(gòu)L' 底座、測(cè)量結(jié)構(gòu)支撐、工作臺(tái)、立柱和橫梁由消除應(yīng)力的剛焊件，里面填充了合成花崗巖。這個(gè)技術(shù)提供了高剛度高和高內(nèi)阻尼的基礎(chǔ)，在合理的成本范圍，也允許設(shè)計(jì)靈活。底座制造用四塊體，其易于制造、控制和運(yùn)輸。兩個(gè)塊支撐X軸導(dǎo)軌另外兩個(gè)提供橫向支撐，留下一個(gè)大的空腔為測(cè)量結(jié)構(gòu)和工作臺(tái)。立柱、Y梁和上測(cè)量梁構(gòu)成在相似的方向。需要精確、剛度和重復(fù)性的對(duì)齊截面需要手動(dòng)刮研。截面意味著阻止扭曲或者應(yīng)力的傳遞。驅(qū)動(dòng)水平X和Y軸驅(qū)動(dòng)利用牽引的驅(qū)動(dòng)部件系統(tǒng)。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)使用一個(gè)直流電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)一個(gè)V形輥?zhàn)?，其輪流操作固定到一個(gè)靜止的部件上的圓形桿。這提供了連續(xù)磨球面的伺服系統(tǒng)機(jī)械高剛度因素達(dá)到高分辨率。更短Z軸驅(qū)動(dòng)使用一個(gè)傳統(tǒng)的帶有機(jī)械平衡機(jī)構(gòu)的滾珠絲杠。雖然成功了，但是克朗菲爾公司最近已經(jīng)發(fā)展了許多技術(shù)（大地重疊牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能）。他們使用的例子是DT40、EcoR1640和高精度鉆孔床導(dǎo)軌油靜壓導(dǎo)軌是用在水平X和Y軸，一個(gè)外在壓力空氣軸承系統(tǒng)用在短的垂直Z軸。軸承類型的這種結(jié)合是基于相對(duì)剛度和承載能力要求、易于油的凈化和相對(duì)易于制造而選擇的。磨削主軸一個(gè)外在空氣壓力軸承主軸傾向于一個(gè)小的角度到水平，通常攜帶球截面磨削砂輪。幾何機(jī)構(gòu)是真實(shí)的和去除輪子邊線，以確保與工作面一個(gè)充分的接觸，任何的傾斜規(guī)定最大為7度。測(cè)量探針對(duì)于低的摩擦力和平衡力對(duì)控制力操作，一個(gè)垂直的執(zhí)行探針固定在一個(gè)外空氣壓力軸承系統(tǒng)，它安裝平行于Z軸