【2022先(xiān)進會員(yuan)（創新十(shi)佳）】中国强j🔞izzjapanese❌杭機(jī)股份：大(dà)口徑光(guāng)學元件(jian)超聲銑(xǐ)磨抛成(chéng)套裝備(bèi)

2025年12月11日(ri)，中國機(jī)床工具(ju)工業協(xié)會公布(bù)了“關于(yú)2022年度♉中(zhong)國機床(chuang)工具工(gong)業協會(hui)先進會(huì)員（十佳(jia)）的表彰(zhāng)決定”，對(duì)10家“自主(zhǔ)創新十(shí)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(kai)幕首日(rì)🏒給獲獎(jiang)企業頒(ban)發了獎(jiang)牌。爲了(le)更好地(dì)宣傳這(zhe)些先進(jin)會員企(qi)業，協會(huì)傳媒部(bu)針對十(shí)佳企業(yè)及其💁産(chan)品組織(zhī)了系列(liè)專題報(bào)道，以協(xié)會行業(yè)發展部(bu)提供的(de)資料爲(wèi)素材整(zhěng)理成宣(xuan)傳稿，經(jing)☀️與相關(guān)企業确(què)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(míng)不分先(xiān)後👈），供業(ye)界同仁(rén)💚參考，以(yǐ)期共同(tóng)進步。

 

協會(hui)傳媒部(bù)

一(yi)、産品亮(liang)點

浙江(jiang)青岛盈复自动化制造有限公司(3G网站)（簡稱 “杭機(jī)股份”）研(yan)發的大(da)口徑光(guang)學元件(jian)超聲銑(xǐ)磨抛成(cheng)套裝備(bei)，采用橋(qiao)式框架(jià)移動式(shì)結構布(bù)局，具有(yǒu)高剛性(xìng)、高精度(dù)🔞及強🙇‍♀️大(da)的🚶‍♀️多手(shǒu)段揉合(hé)功能，配(pei)置超精(jīng)密閉式(shi)靜壓回(hui)轉工作(zuo)台🌂，可自(zì)由統配(pèi)超精密(mì)靜壓主(zhu)軸、超聲(shēng)刀柄、磨(mo)抛頭、應(yīng)力盤、磁(cí)流變組(zu)合及搖(yao)臂式💜輪(lún)廓度儀(yi)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(yuán)件坐标(biāo)，提⛱️高工(gōng)作效率(lǜ)。設備可(kě)對 3 米級光(guang)學元件(jian)進行超(chao)精密銑(xi)磨加工(gong)、多自由(you)度快💯速(su)研抛及(ji)🐇高精度(du)測量，完(wan)成光學(xué)元件磨(mo)削、研抛(pāo)、精抛、檢(jian)測、确定(dìng)性修形(xing)的全🌈部(bù)加工工(gong)藝。

設(she)備配置(zhì)高精度(dù)絕對式(shì)光栅，保(bao)證機床(chuáng)軸系高(gāo)精度；配(pèi)👉置國産(chan)五軸聯(lián)動數控(kòng)系統，實(shi)現機床(chuang)多手段(duan)、多組🈲合(he)的磨抛(pao)加工技(ji)術🌈。最大(da)限度地(di)降低光(guang)學元件(jiàn)在超🐆精(jīng)密磨🌈削(xuē)過程中(zhōng)的亞表(biao)面損傷(shang)層深度(dù)，提高加(jiā)工精度(du)和效率(lü)。加工精(jīng)度爲抛(pao)光階段(duan)面形 ≤ 10nm ，表面粗(cu)糙度≤ 1nm RMS ；機床(chuang)精度爲(wei)直線軸(zhóu)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(tái)回轉精(jīng)度≤0.5 µ m。

設(she)備主要(yao)用于大(da) 口(kǒu)徑非球(qiu)面反射(she)鏡以及(jí) SiC/Si 、光(guāng)學玻璃(lí)高效光(guāng)學元件(jiàn)的磨削(xue)、磨抛精(jīng)密加工(gōng)及在🆚線(xiàn)輪廓測(cè)❗量，可完(wán)成光學(xue)元件磨(mó)削、研抛(pao)、粗抛、檢(jian)測、确定(ding)性修形(xing)的全部(bù)加工工(gōng)藝。

設(she)備的研(yan)制成功(gōng)，打破國(guó)内超大(da)口徑空(kong)間光學(xue)反射鏡(jing)制造能(neng)力瓶頸(jing)，爲我國(guó)航天等(děng)重點領(ling)域的大(da)型光學(xué)元✔️件加(jiā)工提⁉️供(gòng)關鍵設(she)備保障(zhàng)，對提高(gāo)我國超(chāo)大口徑(jing)光學元(yuán)件加工(gong)技術🐅起(qi)到重要(yào)促進作(zuò)用。

二、産(chan)品特點(dian)及技術(shù)水平

1.  産(chan)品結構(gou)特點

本(ben)機床采(cǎi)用龍門(mén)框架移(yi)動式結(jie)構布局(ju)，由雙床(chuang)身架、橫(heng)梁及橫(heng)👅梁支座(zuo)組成一(yī)個剛性(xing)框架結(jié)構，中間(jian)是直徑(jing) 3m 的(de)靜壓回(hui)轉工作(zuo)台（ C 軸）。機床(chuáng)具有 X 、 Y 、 Z 三(sān)個平動(dòng)軸，橫梁(liang)沿雙床(chuáng)身架上(shàng)的導軌(guǐ)做縱向(xiang)運✊動，橫(heng)梁沿左(zuǒ)側床身(shēn)架的縱(zòng)向運動(dòng)爲 Y1 軸，橫梁(liang)沿右側(ce)床身架(jià)的縱向(xiang)運動爲(wèi) Y2 軸(zhou)，橫梁通(tong)過 Y1 與 Y2 同步驅(qū)動實現(xiàn)縱向移(yi)動。

在橫(heng)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(xiang)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(tuo)闆，垂直(zhi)拖闆沿(yán)橫向拖(tuo)闆🐆上作(zuo)☁️垂🧑🏽‍🤝‍🧑🏻直升(sheng)降運動(dong)，即 Z1 、 Z2 軸(zhóu)。

超精密(mì)非球面(mian)磨削主(zhǔ)機垂直(zhí)拖闆下(xià)方可安(an)裝超精(jīng)密磨削(xue)主軸和(he)搖臂式(shi)輪廓儀(yi)測量系(xi)統，主軸(zhóu)與垂直(zhi)拖闆之(zhī)間安裝(zhuāng)㊙️有一擺(bai)動分度(du)軸 —— B1 、 B2 軸，實(shí)現各磨(mo)頭和繞(rao) Y 軸(zhou)方向± 100 °擺動(dòng)。非球面(miàn)超精密(mì)銑磨設(she)備 B1 、 B2 軸(zhou)可安裝(zhuang)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(zhóu)可自由(you)選裝小(xiao)磨頭數(shu)控研抛(pāo)裝置、應(ying)力盤研(yán)抛裝💯置(zhi)🈲、磁流體(tǐ)抛光裝(zhuang)置和搖(yáo)臂式輪(lún)廓測量(liàng)裝置等(deng)。

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

2.  技術難(nán)點與創(chuàng)新點研(yan)究

（ 1 ）技術難(nan)點

①掌握(wo) 2000mm 直(zhí)徑超精(jing)密閉式(shi)靜壓工(gōng)作台設(she)計與制(zhi)造技術(shu)；掌握☂️大(dà)👣直徑🔞閉(bi)式靜壓(ya)工作台(tái)的超高(gao)精度（轉(zhuan)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(hui)轉精度(du)及穩定(dìng)性問題(tí)，形成關(guān)鍵零件(jiàn)加工和(he)部件裝(zhuāng)配規範(fàn)。

②掌(zhang)握高精(jīng)度靜壓(yā)回轉工(gōng)作台的(de)全性能(néng)測試方(fāng)法🏃🏻‍♂️，解決(jue)高精度(dù)功能部(bù)件制造(zao)裝配難(nan)、檢測難(nan)的問題(ti)。

③掌握(wò)長絲杠(gang)垂度誤(wu)差控制(zhi)技術。由(yóu)于設備(bei) X 軸(zhóu)（橫向拖(tuo)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(yú) 6m ，爲(wei)避免絲(sī)杠垂度(dù)的影響(xiǎng)，需要更(geng)改或優(yōu)化傳動(dòng)機構。采(cai)用螺母(mu)旋轉絲(si)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(zhī)撐拉力(li)。

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

⑤優(yōu)化龍門(men)框架式(shi)移動結(jié)構設計(jì)與制造(zào)工藝，有(you)效提高(gāo)非球面(miàn)✍️超精密(mi)銑磨設(shè)備的機(jī)床精度(dù)，有效提(tí)升多自(zì)由度快(kuài)♍速研抛(pao)設備的(de)各軸加(jia)速度和(he)移動速(sù)度，提高(gāo)設備加(jiā)工效率(lǜ)。

（ 2 ）技(ji)術創新(xīn)點

①高(gāo)精密靜(jing)壓工作(zuo)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(duo)手段、多(duō)工位銑(xǐ)磨 / 研抛功(gōng)能技術(shù)，拓展功(gōng)能化、模(mó)塊化、标(biāo)準化設(shè)計設計(ji)方法，提(tí)🈲高設備(bèi)集成化(huà)，滿足光(guāng)學元件(jian)對主機(jī)設♍備的(de)多功🌈能(néng)要求；

③大型(xíng)機床動(dong)态和熱(rè)态特性(xing)分析及(ji)優化，掌(zhang)握大型(xíng)機💜床模(mó)态🧡變化(hua)規律及(ji)優化方(fāng)法。

（ 3 ）國内外(wài)研制情(qíng)況

随着(zhe)光學制(zhì)造技術(shu)的發展(zhan)，針對地(dì)基、機載(zai)大口徑(jing)望遠鏡(jing)的研㊙️究(jiu)已在全(quan)球掀起(qi)熱潮，而(ér)大口徑(jìng)望遠鏡(jing)的需求(qiu)對光學(xué)制造能(neng)♋力的牽(qiān)引，掀起(qi)了全球(qiú)光🐕學制(zhi)造行業(ye)的技術(shù)創新熱(rè)潮。美國(guo) Arizona 大(da)學、 QED 公司，德(dé)國 CARL ZIESS 、 NTG ，日(ri)本 CANON ，英國 CRANFIELD 等多(duo)家公司(sī)和研究(jiu)機構均(jun)推出了(le)獨具特(tè)色的制(zhi)造裝備(bèi)和工藝(yi)，大口徑(jìng)光學制(zhì)造技術(shu)的研究(jiū)和發展(zhǎn)已經國(guó)際化。

針(zhen)對 RB ‐ SiC 等(děng)硬脆材(cái)料加工(gong)中存在(zai)的問題(tí)，從 20 世紀  90 年代(dai)開始，國(guó)外一些(xie)公司開(kāi)始研究(jiu)硬脆材(cai)料的超(chāo)聲加工(gong)技術，開(kāi)展超聲(shēng)加工裝(zhuāng)備研制(zhì)。如 DMG 公司開(kai)發了可(ke)用于加(jiā)工陶瓷(ci)、 RB ‐ SiC 、 C/C 複合材(cái)料等難(nan)加工材(cai)料的超(chao)聲銑磨(mó)設備。此(cǐ)外，奧🔴地(di)利  GFM 公司、德(de)國 GEISS 公司、法(fǎ)國 CRENO 公司都(dōu)已研發(fa)出超聲(shēng)加工專(zhuān)用機床(chuáng)，并成功(gōng)應用☂️于(yú)航空航(háng)天制造(zao)等領域(yu)。

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

與(yǔ)國外先(xiān)進水平(píng)相比，目(mù)前我國(guo)航空航(hang)天制造(zao)企業大(dà)🙇🏻都🌈采用(yòng)傳統的(de)磨削方(fang)法加工(gōng)光學材(cái)料構件(jian)🈲，在加工(gōng)質量、成(cheng)品率、加(jia)工效率(lü)、工具磨(mo)損等方(fāng)面存在(zai)或多🌈或(huò)少的☂️問(wen)題，顯示(shì)出自⁉️主(zhǔ)研發的(de)重要性(xing)。       

近年來(lái)，我國經(jing)濟技術(shù)發展迅(xùn)猛，國力(lì)日漸強(qiáng)盛，未來(lái)❤️也将需(xū)要♈建造(zào)自己的(de)巨型天(tian)文望遠(yuǎn)鏡。在地(di)基望遠(yuan)鏡中，近(jin)期🔞關于(yu)☎️我國 12m 天文(wen)望遠鏡(jing)技術方(fang)案的争(zhēng)論正在(zài)公開進(jìn)行，中外(wài)學者們(men)紛紛公(gōng)開發表(biao)自己的(de)觀點，問(wèn)題焦點(diǎn)集中于(yu)望遠鏡(jing)光學系(xì)統方案(an)的選定(ding)和國際(ji)化問題(ti)，但本質(zhì)上是方(fang)案的技(ji)術⚽實現(xiàn)可行性(xing)問題。

研究直(zhi)接面向(xiàng)超大口(kǒu)徑反射(shè)鏡的高(gāo)效率、高(gāo)精度制(zhì)造問題(ti)，通過高(gao)效率制(zhi)造裝備(bèi)的産業(ye)化和大(dà)口徑制(zhì)🌐造工🏃‍♀️藝(yi)規範化(hua)，實現大(da)口徑光(guang)學元件(jian)的批量(liang)化生産(chan)，将爲未(wei)來制造(zao)巨型拼(pin)接主鏡(jing)🔞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(pin)。第一代(dai)産品已(yǐ)經成功(gōng)生産出(chu)♋ 4.13m 大(dà)口徑反(fǎn)射鏡，經(jing)一代、二(er)代技術(shù)累積，在(zài)機床性(xing)能、精度(du)、多手段(duàn)揉合技(jì)術方面(miàn)有進一(yi)步創新(xīn)及應用(yòng)。

綜合相(xiang)關技術(shu)及産品(pǐn)應用要(yào)求，杭機(ji)研發的(de)非球面(mian)超精密(mi)銑⛱️磨設(shè)備 / 多自由(you)度快速(su)研抛設(shè)備，爲我(wǒ)國光學(xue)産業升(shēng)級、研發(fa)高🔞性能(néng)📱光電産(chan)品提供(gòng)可靠的(de)技術保(bao)障，補實(shí)了國内(nèi)自主研(yan)制☁️大型(xing)光學元(yuán)件的高(gao)精高效(xiào)生産制(zhì)造體系(xi)的重要(yao)一環，滿(man)足國民(mín)經濟和(he)國防安(an)全領域(yu)需求，具(ju)有良好(hǎo)的經濟(ji)和社會(huì)效益。

三、圍繞(rào)該産品(pǐn)所開展(zhan)的技術(shu)創新工(gong)作

 

1 ．采(cai)取項目(mù)負責制(zhi)。 由(you)公司技(ji)術副總(zǒng)負責項(xiàng)目的實(shi)施和推(tuī)進，公司(sī)負責人(ren)參與協(xie)調項目(mu)進展，同(tong)時督促(cu)公司配(pèi)套資金(jīn)及相應(yīng)的人力(li)、物力😍全(quan)部落實(shi)到位，以(yǐ)保障課(kè)題順💚利(lì)實施🐉。

 

2 ．制訂項(xiàng)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(qiú)；定期組(zǔ)織階段(duan)考評會(hui)，檢查計(ji)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(mù)開發時(shí)間表，确(què)定🈚項目(mù)裏☂️程碑(bei)計劃。

 

3 ．項目任(ren)務分工(gōng)明确。 對項(xiàng)目研發(fa)内容的(de)關鍵技(jì)術及技(jì)術創新(xin)點進行(hang)羅列💃🏻分(fèn)❌解，确定(ding)項目技(ji)術方案(àn)和技術(shu)路線，由(you)此組織(zhī)相關人(rén)員進🛀🏻行(háng)攻📧關。定(ding)期對項(xiàng)目組成(cheng)員進行(háng)考核，并(bìng)以此作(zuò)爲項目(mu)獎勵依(yi)據。項目(mù)獎勵注(zhù)重工作(zuò)成果、工(gōng)作實效(xiào)，有效促(cù)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(zhi)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(cao)作中學(xue)習。加強(qiang)與高等(deng)院校和(he)用戶形(xing)✌️成長期(qi)緊密型(xíng)産、學、研(yán)、用合作(zuo)模式，逐(zhú)步形成(chéng)大口徑(jìng)光學元(yuan)👄件精密(mì)加工制(zhi)🌐造示範(fàn)基地。并(bing)依托高(gāo)等院校(xiào)科研優(yōu)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(bèi)研究團(tuan)隊，以及(ji)掌握高(gāo)效高精(jīng)銑磨工(gong)藝、高💯精(jīng)輪廓檢(jiǎn)測工藝(yì)、高品質(zhi)研抛工(gong)藝的高(gao)級技術(shu)人才隊(dui)伍，推動(dong)⛱️中國高(gao)端機床(chuáng)裝備的(de)持續發(fā)展。

 

四、産品(pǐn)應用效(xiào)果及産(chan)業化前(qian)景

大口(kou)徑非球(qiu)面産品(pin)應用市(shì)場規模(mo)大，相關(guan)加工、檢(jian)測等♋制(zhì)造🔅設備(bèi)也具有(yǒu)廣闊的(de)市場空(kong)間。該設(she)備可完(wan)成 2000mm 口徑以(yǐ)内反射(shè)鏡元件(jian)的高效(xiào)制造，實(shi)現 1500-2000mm 量級光(guāng)學元件(jian)的快速(su)、高效生(sheng)産，加工(gong)效率顯(xiǎn)著提升(shēng)，滿足國(guó)防、天文(wén)等領域(yu)不斷增(zēng)長的市(shi)場需求(qiu)。

該設備(bèi)的研制(zhì)将打破(pò)國外技(ji)術壟斷(duan)，實現 2000mm 大口(kǒu)徑非球(qiú)面反射(shè)鏡制造(zào)高端數(shù)控機床(chuang)國産化(huà)✊，在㊙️行業(ye)和專業(ye)領域發(fa)揮示範(fan)作用，爲(wei)我國光(guāng)學産業(ye)升☔級提(ti)供可靠(kào)的🌐技術(shu)保障，推(tui)動光學(xué)制造業(yè)向高檔(dang)次、高質(zhi)量方向(xiàng)發展。

該設備(bei)的大口(kǒu)徑非球(qiú)面加工(gōng)工藝及(ji)技術成(cheng)果可應(yīng)用于民(mín)用天文(wén)觀測、減(jian)災、氣象(xiang)、國土資(zi)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(ji)術成果(guǒ)可應用(yong)于測繪(huì)等方面(mian)🌈，将在國(guó)防安全(quan)方面發(fā)揮顯🏃🏻‍♂️著(zhe)作用。針(zhēn)對該産(chǎn)品研發(fā)功能部(bu)件和加(jia)工工藝(yi)的🛀🏻研究(jiu)成果，有(yǒu)望在航(hang)空工💃🏻業(ye)超硬複(fu)合材料(liao)加工産(chan)業得到(dào)應用，從(cóng)而推動(dòng)周邊産(chan)業技術(shù)進步。      

（ 圖文(wen)轉載自(zì)中國機(jī)床工具(ju)工業協(xie)會 ）