离轴非球面磨床

离轴非球面磨床案例1、前沿光学系统制造经典方法利用它们对称形状，光学组成部分的中心放置在一个轮盘旋转中心和操作台，它们用一个固定的砂轮磨削，自由的研磨加工和抛光，他们的进行都是一个旋转对称模式。在一个大口径光学领域设计趋势开始朝着系统一体化大、偏心非球面光学元件发展。那些元件以一组结合构成单一的大父系光学表面，同时另外系统用单个偏心元件提供紧密、大视野广角成像系统。一般的，偏心元件为光学系统设计者提供了另外整套选择，为地面、机载和空载光学应用提供了关键特殊系统。产品化的光学片段是代表性的六边形，并且尺寸范围达到了最大的2.5m跨度。克朗菲尔公司机床设计和制造能够用于研磨大口径球面和非球面玻璃元件，满足光学成像系统迫切的需求。最大设计制约条件利用偏心球形砂轮生产任何三维面形都在以上能力以内，在以下讨论X、Y、Z协调达到精度标准。这个要求包括：在任何运动的结合下，能够穿越截面和创造边缘轮廓。在磨削前，在X、Y、Z坐标下测量工件表面，在磨削过程中也可以测量。这个特征需要能够确定表面形貌，对最大部件周期设计加工策略。它也要就对砂轮磨损的影响进行考虑同时对磨削过程修正。2、机床结构通常工件的方向决定机床的概念。既然这样，他的固定应该满足，在使用中能够快速的升起和能够移除冷却液和磨削碎末。考虑到精密的要求和对非常昂贵、易碎的玻璃片方便操作的需要，它要求初期用特殊设备工件处于卧式状态，利于冷却液和磨削碎屑的去除。工件的尺寸和质量和它的安装固定决定它与磨削主轴是相对静止的，测量探头移动在一个三坐标系统（在一个移动式龙门架上）。磨削主轴和测量头连接到垂直Z轴滑枕末端，Z轴有610mm的行程。Z轴连接到Y轴支撑架上，Y轴导程是2.675m行程穿越横梁构架。横梁安装在床身，它沿着X轴导轨水平往复移动。X轴运动行程是2.6m扩展到3.15m，以便利于工件的装载。图2机床轴的布置图从这个结构，我们可以看到机床的整个轮廓尺寸和由于工件/固定架变化对机床变形的影响是最小化。水平操作的测量探针安装一个固定偏移在Y方向距离砂轮175mm处。在磨削过程缩回，操作机床时，将其放低达到测量模式。3、精度对于偏心非球面产生器，精密和准确度的要求是基于表面下一步抛光过程用干涉仪测量的需要。用波长为0.6328微米的HeNe激光源，表面误差加工到2.5-5个微米的毛砂面，快速收敛要求的轮廓，同时完成表面微粗糙目标。表面精度要求包括由砂轮离散的不完整引起的局部波纹，同时包括砂轮磨损的影响。在一个典型的工件表面测量，全工作区域2.5mX2.5mX0.61m，对于机床运动目标精度是2.5〃m，。一个简单的误差预算表明:期望以上工作区域精度目标用一个传统的设计机床方法是不现实的，在传统的设计方法里，几何精度由结构和导轨的完整性确定的。两个方法提高精度因此被认可。1、 误差补偿依靠精度性能周期特征。2、 用一个自由的测量框架理念。在每个特征化/标准化操作之间，前者方法是依靠一个精度特性可预测性，但是，考虑许多不确定因素，后者方法可行。4、测量结构一个固定的测量结构很难应用在一个大三轴机床上。这个挑战就是设计一个执行方法，既能够明白实际可接受的成本，同时在大的工作域又能够得到足够的精度。激光干涉仪与基准直尺结合承认工件表面与机床刀刃和轮廓仪测量点的关联的一个精确方法的实现。两平行于到移动的龙门架上，生系统计算基准面、激光测量结构原理构成机床工作台和共面。两平行于到移动的龙门架上，生系统计算基准面、激光测量结构原理构成机床工作台和共面。和干涉仪的距离，从而在X、Y和Z方向进行修正。基准杆由2.75m长、截面100mmX307..5mm的麻粒ULE玻璃构成。这个杆是研磨和抛光，并且伊斯门通过干涉仪已经检测了它们的特性。基准面有个铝处理的斑纹，它能够使它们作为一个平面镜在机床干涉系统里。测量结构转载两个共面参考杆，此杆表现为一个带有基准干的的空心四方块体形式，测量结构固定在四方的对立边。每个杆按照运动学用必备的精密垂直微调器安装在它的最小偏差点上。结构自身由一个高应力消失钢焊接，为了高刚度和高阻尼填充环氧混凝土。测量结构和工作台都必需固在机床的基部，既不受力由于改变工件或者固定架质量，也不弯曲由于大机床龙门架的运动，扭曲测量结构。既不受力由于改变工件或者固定架质量不适当地影响机床几何结构，也不扭曲由于机床龙门架运动影响工作台（工件几何结构化）

ILASER2激光干涉仪位置和测量结构LASER35、主要ILASER2激光干涉仪位置和测量结构LASER35、主要以辰动幅度二描述，在许多关键区域，测量系统的使用减小机床精度要求。尽管这样，好的精密机床设计习惯需要遵从确保一个高闭环刚度在机床和工件之间，在磨削期间发生的1的最小化。辰动幅度结构L' 底座、测量结构支撑、工作台、立柱和横梁由消除应力的刚焊件，里面填充了合成花岗岩。这个技术提供了高刚度高和高内阻尼的基础，在合理的成本范围，也允许设计灵活。底座制造用四块体，其易于制造、控制和运输。两个块支撑X轴导轨另外两个提供横向支撑，留下一个大的空腔为测量结构和工作台。立柱、Y梁和上测量梁构成在相似的方向。需要精确、刚度和重复性的对齐截面需要手动刮研。截面意味着阻止扭曲或者应力的传递。驱动水平X和Y轴驱动利用牵引的驱动部件系统。每一个驱动使用一个直流电机直接驱动一个V形辊子，其轮流操作固定到一个静止的部件上的圆形杆。这提供了连续磨球面的伺服系统机械高刚度因素达到高分辨率。更短Z轴驱动使用一个传统的带有机械平衡机构的滚珠丝杠。虽然成功了，但是克朗菲尔公司最近已经发展了许多技术（大地重叠牵引驱动系统的性能）。他们使用的例子是DT40、EcoR1640和高精度钻孔床导轨油静压导轨是用在水平X和Y轴，一个外在压力空气轴承系统用在短的垂直Z轴。轴承类型的这种结合是基于相对刚度和承载能力要求、易于油的净化和相对易于制造而选择的。磨削主轴一个外在空气压力轴承主轴倾向于一个小的角度到水平，通常携带球截面磨削砂轮。几何机构是真实的和去除轮子边线，以确保与工作面一个充分的接触，任何的倾斜规定最大为7度。测量探针对于低的摩擦力和平衡力对控制力操作，一个垂直的执行探针固定在一个外空气压力轴承系统，它安装平行于Z轴