【2022先進會員（創新十佳）】樱桃视频污污污股份：大口徑光學（xué）元件超聲銑磨拋成套裝備

2023年（nián）3月28日，中國機床工具工業協（xié）會公布了“關於2022年度中國機床工具工業協（xié）會先進會員（十佳）的表（biǎo）彰決定”，對（duì）10家“自主創新十佳（jiā）”和10家“產品質量十佳”企業進（jìn）行了表彰，並於CIMT2023展會開幕首日給獲獎企業頒發了獎牌（pái）。為了更好地宣傳這些先進會員企業，協會傳媒部針對十佳企業及（jí）其產品組織了係（xì）列專題報道，以協會行業發展部提供（gòng）的資料為素（sù）材整理成（chéng）宣傳稿，經與相關（guān）企業確認後，在協會主辦的全媒（méi）體平台陸續公開發布（排名不分先後），供業界同仁參考，以期共同進（jìn）步。

協會傳（chuán）媒部

一、產品亮點

浙江樱桃视频污污污股份有（yǒu）限公司（簡稱“樱桃视频污污污股份”）研發的大口徑光學（xué）元件超聲銑磨拋成套（tào）裝備，采用橋式框架移動（dòng）式結構布局，具有（yǒu）高剛（gāng）性、高精（jīng）度及強大的多手段揉合功能，配置超精密閉式靜壓（yā）回轉工作台，可（kě）自由統配超精密靜壓主軸、超聲刀柄、磨拋頭、應（yīng）力盤、磁流變組合及搖臂（bì）式（shì）輪廓度儀等（děng）關鍵部件，設備配置有尋邊定位係統，可快速定（dìng）位光（guāng）學元件坐標，提高工作（zuò）效率。設備可（kě）對3米級光學元件進行超精密銑磨加工、多自由度快速（sù）研（yán）拋及高精度測量，完成光學（xué）元件磨削、研拋、精拋、檢測、確定性修形的全（quán）部加工工藝。

設備配置高精度絕對式光柵，保證機床軸（zhóu）係高精度；配置（zhì）國產五軸（zhóu）聯動數控係統，實現機床多手段、多組合的磨拋加（jiā）工技術。最大限度地降低光學元件在超精密磨（mó）削過程中的亞表麵損傷層深度，提高加工精（jīng）度和效率。加工精度（dù）為拋光階段麵形≤10nm，表（biǎo）麵粗糙度≤1nm RMS；機床精度為直線軸重複定位精度≤1µm，靜壓主軸回轉精度≤0.2µm，靜壓轉台回轉精（jīng）度≤0.5µm。

設備主要用（yòng）於大口（kǒu）徑非球麵反射鏡以及SiC/Si、光學（xué）玻璃高效光學元件的磨削、磨（mó）拋精密加工及在線輪廓測量，可完成光（guāng）學元件磨削、研拋、粗（cū）拋、檢測、確定（dìng）性修形的全部（bù）加工工（gōng）藝。

設備的研製成功，打破國內超大口徑空間光學反射鏡製造能力（lì）瓶頸，為我國航天等重點領域的大型光學（xué）元件加工提供關鍵設備保障，對提高我國超（chāo）大口徑光學元件加工技術起到重要促進作用。

二、產品特點及技術水平

1. 產品結構特（tè）點

本機床采（cǎi）用龍門框架移動式結構（gòu）布局，由雙（shuāng）床身架、橫梁及橫梁支座組成一個剛性框架結構，中間是直徑3m的（de）靜壓（yā）回轉工作台（C軸）。機床具有X、Y、Z三個平動軸，橫梁沿（yán）雙床身架（jià）上的導軌做縱向運動，橫梁（liáng）沿左側床身架的縱向運動為Y1軸，橫梁沿右側床身架的縱向運動為Y2軸，橫梁通過（guò）Y1與Y2同步驅動實現縱向移動。

在橫梁上有兩套橫向拖板，橫向拖板沿橫（héng）梁導軌做橫向運動，橫向拖板的橫向運動（dòng）為X1、X2軸。橫向（xiàng）拖板前部（bù）有垂直拖板，垂直拖板（bǎn）沿橫向拖板上作（zuò）垂直（zhí）升（shēng）降運動，即Z1、Z2軸。

超精密非球麵磨削主機垂直拖板（bǎn）下方可安裝超精密（mì）磨削主軸和搖臂式輪廓儀測量係統（tǒng），主軸與垂直（zhí）拖板（bǎn）之間安（ān）裝有一擺動分度軸——B1、B2軸，實現（xiàn）各磨（mó）頭和繞Y軸方向±100°擺動。非球麵超精密銑磨設備B1、B2軸可（kě）安裝（zhuāng）超精密磨削主軸和搖臂式輪廓測量裝置等；多自由（yóu）度快速研拋設備B1、B2軸可（kě）自由選裝小磨頭數控研拋裝置（zhì）、應力盤研拋裝置、磁流體拋光（guāng）裝置和搖臂式輪廓測量（liàng）裝（zhuāng）置等。

該設備共有9個數控軸（6個直線軸、3個回轉軸），工作時需要進（jìn）行5軸聯動（dòng）控製。

2. 技術難點與創新點（diǎn）研究

（1）技（jì）術難點

①掌握2000mm直（zhí）徑超精密閉式靜壓工作台設計與製造技術；掌（zhǎng）握大直徑閉式靜壓工（gōng）作台的超高精度（轉（zhuǎn）台回轉精（jīng）度≤0.5μm）的設（shè）計、製造、裝（zhuāng）配方法，解決了大直徑（jìng）轉台回轉精度及穩定性問題，形成關鍵零（líng）件（jiàn）加（jiā）工和部件裝配規範。

②掌握高精度靜（jìng）壓回轉工作台的全性能測試方（fāng）法，解決高精度功能部件製造裝配難、檢測難的問題。

③掌握長絲杠（gàng）垂度誤差控（kòng）製技術。由於設備X軸（橫向拖板左右運行）進給機構采用的是絲杠副傳動，絲杠跨度大（dà）於6m，為避免絲杠垂度的影響，需要更改或（huò）優化傳動機構。采用螺母旋轉絲杠副傳動，並根據橫梁運行曲線（xiàn）適當調整確定絲（sī）杠副的支撐拉力。

④設備采用1µm級重複定位精度直線軸進（jìn）給機構設計、裝配工藝方法、規（guī）範檢測方法，提高（gāo）機床精度（dù）。

⑤優化龍門框架式移動結構設計與製造工藝（yì），有效提高非球麵（miàn）超精密銑磨（mó）設備的機床精度，有效提升多自由度快速研（yán）拋設備的各軸加（jiā）速度和移動速度，提高設（shè）備加工效（xiào）率（lǜ）。

（2）技術創新點

①高精密（mì）靜（jìng）壓工（gōng）作台的設計製造裝配調試（shì）檢測技術；

②單機（jī）床複合多手段、多工位銑（xǐ）磨/研拋功能技術，拓展功能化、模塊化、標（biāo）準化設計設計（jì）方（fāng）法，提高（gāo）設備集成化，滿足光學元件對主機設（shè）備的多功能要求；

③大型機床動態和熱態特性分析及優化（huà），掌握大型（xíng）機床模（mó）態（tài）變化規律及（jí）優化（huà）方法。

（3）國內外研製情況

隨著光學製造技術的發展，針對地基、機載大口徑望（wàng）遠（yuǎn）鏡的研究已在全球掀起熱潮，而大（dà）口徑望遠鏡的需求對光學製（zhì）造能力的牽引，掀起了（le）全球光學製造行（háng）業的技術創新熱潮。美國Arizona大學、QED公司，德國CARL ZIESS、NTG，日本（běn）CANON，英國CRANFIELD等多家公司和研（yán）究機構均推出了獨具特色的製（zhì）造（zào）裝備和工藝（yì），大口徑光學製造技術的研究和發展已經國際化。

針對RB‐SiC等硬（yìng）脆材（cái）料加工中存在的問題，從20世紀 90年代開始，國外（wài）一些公司開始研（yán）究硬脆（cuì）材（cái）料的超聲加工技術，開展超聲加工（gōng）裝備研製。如DMG公司開發了可用於加工陶瓷、RB‐SiC、C/C複合材料等（děng）難加工材料的超聲（shēng）銑磨設備。此外，奧地利 GFM公司、德國（guó）GEISS公司、法國CRENO公司都已研（yán）發（fā）出超聲（shēng）加工專用（yòng）機床（chuáng），並成功應用於航空航天製造等領域。

DMG公司開發的五軸超聲磨削加工中心

與國外（wài）先進水平相比，目前我國航空航天製造企業大都采用傳統的磨（mó）削方法加工光學材料構件，在加工質量、成（chéng）品率、加工效率、工具磨（mó）損等方麵存在或多或少的問題，顯示出自主研發的（de）重要性。      

近年來（lái），我國經濟技術發（fā）展迅猛，國力日漸強（qiáng）盛（shèng），未（wèi）來也將需要建造自己的巨型天文（wén）望遠鏡。在地基望遠鏡中，近期關於我國12m天文望遠鏡技術（shù）方案的爭論正在公開進行，中外（wài）學（xué）者們紛紛公開（kāi）發表自己的觀點，問題焦點集中於望遠鏡光學係統方案的選定（dìng）和國（guó）際化問題（tí），但本質上是方案的技術實（shí）現可行性問題。

研究直接麵向超大口徑反（fǎn）射鏡的高效（xiào）率、高精度製造問題（tí），通（tōng）過高效率製（zhì）造裝備的產業化和大口徑製造工藝規範（fàn）化，實現大口徑光學元件的（de）批量化生產，將為（wéi）未來製造巨型拚接主鏡提供（gòng）強有力的技術保障。

（4）技術水平

本設備是公司第三代產品（pǐn）。第一代產品已經成功生產出4.13m大口徑反射鏡，經（jīng）一代（dài）、二代技術累積，在機床性能、精度、多手段揉合技術方麵有進一步創新及應用。

綜合相關技術及（jí）產品應用要求（qiú），樱桃视频污污污研發的非球麵（miàn）超精（jīng）密銑磨設備（bèi）/多自由度快速研拋設備，為我國光學產（chǎn）業升級、研發（fā）高性（xìng）能光電產品提供可靠的（de）技術保障，補實了國（guó）內自主研製大型光（guāng）學元件的高精高效生產製造體（tǐ）係的重要一環，滿足國民經濟（jì）和國防安全（quán）領域需求，具（jù）有良好的經濟和社會（huì）效益。

三、圍繞該產品所開展的技術創新工作

1．采（cǎi）取項目負責製。由公司技術副總負責項目的實施和推進，公司負責人參與協（xié）調項目進展，同（tóng）時（shí）督促公（gōng）司（sī）配套資金（jīn）及（jí）相應的人力、物（wù）力全部落實到位，以保障課題順（shùn）利實施。

2．製訂項目管理辦（bàn）法。確定技術資料、財（cái）務、生產流程文檔等的管理要求；定期組織階段考評會，檢（jiǎn）查計劃進展，協（xié）調（diào）存在的問題，保障課題實施的時效性；製訂（dìng）項目開發時間表，確定項目裏程碑計劃。

3．項目任務分工明確。對項目研發內容的關鍵技術及技（jì）術創新點進行（háng）羅列分（fèn）解，確（què）定項目技術方案和技術路線，由此組織相關人員進（jìn）行攻關。定期對項目組成員（yuán）進行考核，並以此作為項目獎勵依據。項目（mù）獎勵注（zhù）重工作成果、工作實效，有效促進（jìn）了科技人員的（de）研發積極性。

4．人員（yuán）培養工作。在組織（zhī）精兵強（qiáng）將的同時，帶動青年員（yuán）工參與到項目中來，從實際操作中學習。加強與高等院校和用戶形成長期緊密型產、學、研、用合作模式，逐步（bù）形成大口徑光學元件精密加工製造示範基地（dì）。並依托高等院校科研優勢，建成（chéng）一支以中青年為主的精密加工技術及裝備研究團隊，以及掌握高效高精銑磨工藝、高精輪廓檢測工藝、高品質研拋工藝的高級技術人才隊伍（wǔ），推動中國高端機（jī）床裝備的持續發展（zhǎn）。

四（sì）、產（chǎn）品（pǐn）應（yīng）用效果及產業化前景

大口徑非球麵產品應用市場規模大，相關加工、檢測等製（zhì）造設備也具有廣闊的市場空間。該設備可完成2000mm口徑以內反射鏡（jìng）元件的高效製造，實現1500-2000mm量（liàng）級光學元件的快速、高效生產，加工效率顯著提升，滿足國防、天文等領域不斷（duàn）增長的市場需求。

該設備的研製將打破國外技術壟斷，實現2000mm大（dà）口徑非球麵反（fǎn）射鏡製造高端數控機床國產化，在行業和專業領域發揮示範作用，為我國光學產業升級提供可靠的（de）技（jì）術保障，推動光學製造業向高檔次、高質量（liàng）方向發展（zhǎn）。

該設備的大口徑非球（qiú）麵（miàn）加工工藝及技術成果可應用於民（mín）用天文觀測、減災、氣（qì）象、國土資源管（guǎn）控、環保等方麵，將產生顯著的社會（huì）效益（yì）；相關技術成果可應用於（yú）測繪等方麵，將在國防安全方麵發揮顯著作用。針對該產品研發功能部件和加工工藝的研究成果，有（yǒu）望在航（háng）空工業超硬複合材料加工產業得到應用，從而推動周邊產業技術進步。     

（圖文轉載自中國機床工具工業協會）