【2022先進會員(yuán)（創新十佳）】杭機股(gu)份：大口徑光學元(yuan)件超聲銑磨☔埃及㊙️女王两夜情🌈抛成(chéng)套裝備

2025年12月9日(ri)，中國機床工具工(gōng)業協會公布了“關(guān)于2022年度😄中‼️國機床(chuáng)工🚩具工業協會先(xiān)進會員（十佳）的表(biǎo)彰決💜定”，對♍10家“自主(zhu)創新十🙇‍♀️佳”和🐕10家“産(chan)品質量十佳”企業(ye)進行了表❄️彰，并于(yú)CIMT2023展會開幕首日給(gei)獲獎企業頒發了(le)👣獎牌。爲了更好地(di)宣傳這些先進會(huì)員企業，協會傳媒(méi)部針對十佳企業(ye)及其産品組織了(le)系列專題報🔴道，以(yǐ)協會行業發展部(bù)提供的資料爲素(su)材整理成🈚宣傳稿(gao)，經🥵與相關企業确(que)🔞認後，在協💃🏻會主辦(bàn)的全媒體🌏平台陸(lù)續公開發布（排名(ming)不分先後），供🤩業界(jiè)同仁參考，以期🐪共(gòng)同進步。

 

協會傳(chuan)媒部

一、産品(pin)亮點

浙江青岛盈复自动化制造有限公司(急速版)（簡稱 “杭機股份”）研發的(de)大口徑光學元件(jian)超聲銑磨抛成套(tào)裝備，采用橋式框(kuang)架移動式結構布(bu)局，具有高剛性、高(gāo)精度及強大的多(duō)手段揉合功能，配(pei)置超精密閉式靜(jing)壓回轉工作台，可(kě)自由統配超精密(mi)靜壓主🍓軸、超聲刀(dao)柄、磨抛頭💘、應力盤(pán)、磁✉️流變組合及搖(yao)臂式輪廓度儀等(děng)關鍵部件，設備配(pei)置有尋邊定位系(xì)統👉，可快速定位光(guāng)❤️學元件坐标，提高(gāo)工作效率。設備可(ke)對 3 米級光學(xué)元件進行超精密(mi)銑磨加工、多自由(you)度快速研抛及高(gao)精度測量，完成光(guāng)學元件磨削、研抛(pao)、精🧑🏾‍🤝‍🧑🏼抛、檢測、确定性(xìng)修形🐅的全部加工(gong)工藝。

設備(bei)配置高精度絕對(duì)式光栅，保證機床(chuáng)軸系高精度；配置(zhi)國産五軸聯動數(shu)控系統，實現機床(chuáng)多手段♉、多組合的(de)磨抛加工技術。最(zuì)大限度地降低光(guāng)學元件在超精密(mi)磨削過程中的亞(yà)表面損傷層深度(du)，提高加工精👅度和(hé)效率。加工精度爲(wèi)抛光階段面形 ≤ 10nm ，表面粗糙(cao)度≤ 1nm RMS ；機床精度(dù)爲直線軸重複定(dìng)位精度≤ 1 µ m，靜壓主軸回(huí)轉精度≤0.2 µ m，靜壓轉台回(hui)轉精度≤0.5 µ m。

設(shè)備主要用于大 口徑非球面反(fǎn)射鏡以及 SiC/Si 、光(guāng)學玻璃高效光學(xué)元件的磨削、磨抛(pāo)精密加工及在線(xian)輪廓測量，可完成(chéng)光學元件磨削、研(yan)抛、粗抛、檢測、确🐪定(dìng)性修形的全部加(jiā)工工藝。

設備的研制成功(gong)，打破國内超大口(kou)徑空間光學反射(she)鏡制造能力瓶頸(jing)，爲我國航天等重(zhòng)點領域的大型光(guang)學元件加工提供(gong)關鍵設備保障，對(duì)提高我國超大口(kǒu)徑光學元件加工(gōng)技術起到重要促(cù)進作用。

二、産品特點(diǎn)及技術水平

1.  産品結(jie)構特點

本機床采用(yong)龍門框架移動式(shì)結構布局，由雙床(chuáng)身架、橫梁及橫梁(liáng)支座組成一個剛(gang)性框架結構，中間(jian)是直徑 3m 的靜(jing)壓回轉工作台（ C 軸）。機床具有 X 、 Y 、 Z 三個(ge)平動軸，橫梁沿雙(shuāng)床身架上的導軌(gui)做縱向運動，橫梁(liáng)沿左側床身架的(de)縱向運動爲 Y1 軸，橫梁沿右側床(chuáng)身架的縱向運動(dòng)爲 Y2 軸，橫梁通(tōng)過 Y1 與 Y2 同(tóng)步驅動實現縱向(xiàng)移動。

在橫梁上有兩(liǎng)套橫向拖闆，橫向(xiang)拖闆沿橫梁導軌(guǐ)做⚽橫向🌂運動，橫向(xiàng)拖闆的橫向運動(dong)爲 X1 、 X2 軸。橫(héng)向拖闆前部有垂(chui)直拖闆，垂直拖闆(pan)沿橫向拖♍闆上作(zuò)垂直💯升降運動，即(ji) Z1 、 Z2 軸。

超精密(mì)非球面磨削主機(ji)垂直拖闆下方可(kě)安裝超🚶精密磨削(xue)🏃主軸和搖臂式輪(lun)廓儀測量系統，主(zhǔ)軸與🛀🏻垂直拖闆之(zhi)間安裝有一🔞擺動(dong)分度軸 —— B1 、 B2 軸，實現各磨(mó)頭和繞 Y 軸方(fāng)向± 100 °擺動。非球(qiú)面超精密銑磨設(shè)備 B1 、 B2 軸可(kě)安裝超精密磨削(xue)主軸和搖臂式輪(lun)廓測量裝置等；多(duō)自💛由度快速研抛(pao)設備 B1 、 B2 軸(zhóu)可自由選裝小磨(mo)頭數控研抛裝置(zhì)、應力盤研抛裝📐置(zhì)、磁㊙️流體抛光裝置(zhì)和搖臂式輪廓測(cè)量裝置等。

該設備共(gòng)有 9 個數控軸(zhou)（ 6 個直線軸、 3 個回轉軸），工作(zuò)時需要進行 5 軸聯動控制。

2.  技(ji)術難點與創新點(diǎn)研究

（ 1 ）技術難點(diǎn)

①掌(zhǎng)握 2000mm 直徑超精(jīng)密閉式靜壓工作(zuo)台設計與制造技(jì)術；掌握大直徑閉(bì)式靜壓工作台的(de)超高精度（轉台回(hui)轉精度≤ 0.5 μ m ）的設計、制造、裝配(pèi)方法，解決了大直(zhí)徑轉台回轉精度(du)及穩定性問題，形(xing)成關鍵零件加工(gong)和部件裝配❗規範(fan)。

②掌握高精度(du)靜壓回轉工作台(tai)的全性能測試方(fāng)法☎️，解☀️決高精🤩度功(gōng)能部件制造裝配(pei)難、檢測難的問題(ti)。

③掌握長(zhǎng)絲杠垂度誤差控(kòng)制技術。由于設備(bèi) X 軸（橫向拖闆(pan)左右運行）進給機(ji)構采用的是絲杠(gang)副傳動💚，絲杠👣跨度(dù)大于 6m ，爲避免(miǎn)絲杠垂度的影響(xiang)，需要更改或優化(hua)傳動機構㊙️。采用螺(luo)母旋轉絲杠副傳(chuan)動，并根據橫梁運(yùn)行曲🌍線适當調整(zheng)确定絲杠副的支(zhi)撐拉力。

④設備采用 1 µ m級重複定(ding)位精度直線軸進(jìn)給機構設計、裝配(pèi)工藝♌方法、規範檢(jian)測方法，提高機床(chuang)精度。

⑤優化龍(lóng)門框架式移動結(jie)構設計與制造工(gong)藝，有效🆚提高非球(qiú)面超精密銑磨設(shè)備的機床精度，有(yǒu)效提升多自由度(du)快👄速研抛設備的(de)各軸加速度和移(yi)動速度，提高設備(bèi)🚩加工效率。

（ 2 ）技術(shù)創新點

①高精密靜壓工作(zuo)台的設計制造裝(zhuang)配調試檢測技術(shu)；

②單機床(chuáng)複合多手段、多工(gōng)位銑磨 / 研抛(pāo)功能技術，拓展功(gong)能化、模塊化、标準(zhun)化設計設🏃‍♀️計方法(fǎ)，提高設備集成化(huà)，滿足光學元件對(duì)主機設備的多功(gong)🚶能要求；

③大型(xing)機床動态和熱态(tai)特性分析及優化(hua)，掌握大型🍉機床模(mó)态變化規律及優(you)化方法。

（ 3 ）國内外(wai)研制情況

随着光學(xué)制造技術的發展(zhan)，針對地基、機載大(da)口徑望遠鏡的研(yán)究已在全球掀起(qǐ)熱潮，而大口徑望(wàng)遠鏡的需求對光(guang)學制造能🔞力的牽(qiān)引，掀起了全球光(guāng)學制造行業的技(ji)術創新熱潮。美國(guó) Arizona 大學、 QED 公(gōng)司，德國 CARL ZIESS 、 NTG ，日本 CANON ，英國 CRANFIELD 等多家公司和(hé)研究機構均推出(chu)了獨具特色的制(zhi)造裝備和工🚶‍♀️藝，大(da)口徑光學制造技(jì)術的研究和發展(zhan)已🧡經國際化。

針對 RB ‐ SiC 等硬脆材(cai)料加工中存在的(de)問題，從 20 世紀(ji)  90 年代開始，國(guó)外一些公司開始(shi)研究硬脆材料的(de)超聲加工技♈術，開(kai)展超聲加工裝備(bèi)研制。如 DMG 公司(si)開發了可用于加(jiā)工陶瓷、 RB ‐ SiC 、 C/C 複合材料等(děng)難加工材料的超(chāo)聲銑磨設備。此外(wai)，奧地利  GFM 公司(sī)、德國 GEISS 公司、法(fa)國 CRENO 公司都已(yǐ)研發出超聲加工(gong)專用機床，并成功(gong)應用🏃🏻于航😘空航天(tian)制造等領域。

DMG公司開(kāi)發的五軸超聲磨(mó)削加工中心

與(yu)國外先進水平相(xiàng)比，目前我國航空(kong)航天制造企業大(dà)都采用⛱️傳統的磨(mo)削方法加工光學(xue)材料構件，在加工(gōng)質量、成品率、加工(gong)⁉️效率、工具磨損等(deng)方面存♈在或多或(huo)少的問題，顯示出(chu)自主研發的重要(yào)性。       

近年來，我國經濟(ji)技術發展迅猛，國(guó)力日漸強盛，未來(lai)也将需要建造自(zi)己的巨型天文望(wàng)遠鏡。在地基望遠(yuǎn)鏡中，近期關于我(wǒ)國 12m 天文望遠(yuǎn)鏡技術方案的争(zhēng)論正在公開進行(hang)，中外學者們紛紛(fēn)公開發表自己的(de)觀點，問題焦點集(ji)中于望遠鏡❗光學(xue)系統📞方案的選定(dìng)和國際化問題，但(dan)👉本質上是方案的(de)技術實現可行性(xìng)問題。

研(yan)究直接面向超大(dà)口徑反射鏡的高(gāo)效率、高精度制造(zao)問題，通🏃過高效率(lǜ)制造裝備的産業(ye)化和大口徑制造(zào)工☀️藝規範化，實現(xian)大口徑光學元件(jiàn)的批量化生産，将(jiang)爲未來制造巨型(xing)拼接主鏡提供強(qiang)有力♌的技術保障(zhàng)。

（ 4 ）技術水平

本設備(bèi)是公司第三代産(chǎn)品。第一代産品已(yǐ)經成功生✉️産出🈲 4.13m 大口徑反射鏡(jing)，經一代、二代技術(shù)累積，在機床性能(neng)🔞、精❓度、多手👅段揉合(he)技術方面有進一(yi)步創新及應用。

綜合(he)相關技術及産品(pǐn)應用要求，杭機研(yan)發的非球面超精(jīng)密銑磨設備 / 多自由度快速研(yán)抛設備，爲我國光(guāng)學産業升級、研㊙️發(fa)🌈高性🌂能光電産品(pǐn)提供可靠的技術(shù)保障，補實了國内(nèi)自主研制大型光(guang)學元件的高精高(gao)效生産制造體系(xi)的重要一環，滿足(zú)國民經濟和國防(fáng)安全領💰域需求，具(ju)有良好的📱經濟和(hé)社會效益。

三、圍繞該産品(pin)所開展的技術創(chuàng)新工作

 

1 ．采取項目負責制(zhi)。 由公司技術(shu)副總負責項目的(de)實施和推進，公司(sī)負責人參🔆與協調(diao)項目進展，同時督(dū)促公司配套資金(jin)🚩及相應的人力、物(wu)力全部落實到位(wei)，以保障課題順利(li)實施。

 

2 ．制(zhi)訂項目管理辦法(fǎ)。 确定技術資(zī)料、财務、生産流程(cheng)文檔等的管理要(yào)求🚶；定期組織階段(duan)考評會，檢查計劃(hua)進展，協調存在的(de)問題，保障課題實(shí)施的時效性；制訂(ding)項目開發時間表(biǎo)，确定項目裏程碑(bēi)計劃。

 

3 ．項(xiang)目任務分工明确(que)。 對項目研發(fā)内容的關鍵技術(shu)及技術創新點進(jìn)行💰羅列分解，确⭐定(dìng)項目技術方案和(hé)技術路線，由此組(zu)織相關人員進行(hang)攻關。定期對項目(mù)組成員進行考核(hé)，并以此作爲項目(mu)獎勵依據。項目獎(jiǎng)勵注重工作成果(guǒ)、工作實效，有效促(cù)進了科技人員的(de)研發積極性。

 

4 ．人員培養工(gong)作。 在組織精(jīng)兵強将的同時，帶(dài)動青年員工參與(yǔ)到項目中✌️來，從實(shi)際操作中學習。加(jia)強與高等院校和(he)用戶形成長期緊(jin)密型産、學🍓、研、用合(hé)作模式，逐步形成(cheng)大口徑光學元件(jian)精密加工制造示(shi)範🈲基地。并依托高(gāo)等院校科研優勢(shi)，建成一支以中青(qing)年爲主的精🔴密加(jiā)工技術及裝備研(yan)究團隊，以及掌握(wo)高效高精銑磨工(gong)藝、高👅精🌈輪廓檢測(cè)工藝㊙️、高品質研抛(pao)工藝的高級技術(shu)⛱️人才隊🧑🏾‍🤝‍🧑🏼伍，推動中(zhōng)國高端機床裝備(bei)的持續發展。

 

四、産品應用效果(guǒ)及産業化前景

大口(kǒu)徑非球面産品應(ying)用市場規模大，相(xiang)關加工、檢測♈等制(zhì)造設♋備也具有廣(guang)闊的市場空間。該(gai)設備可完成👄 2000mm 口徑以内反射鏡(jing)元件的高效制造(zào)，實現 1500-2000mm 量級光(guang)學元件的快速、高(gao)效生産，加工效率(lü)顯著提升💰，滿足國(guó)防、天文等領域不(bu)斷增長的市場需(xū)求。

該設備的研制将(jiang)打破國外技術壟(lǒng)斷，實現 2000mm 大口(kǒu)徑非球面反射鏡(jing)制造高端數控機(jī)床國産化♻️，在📱行業(ye)和專‼️業領域發揮(hui)示範作用，爲我國(guó)光學産業升級提(ti)供可靠的🤞技術保(bǎo)障，推動光學制造(zao)業向高檔次🍉、高質(zhì)量方向發展。

該設備的大(dà)口徑非球面加工(gong)工藝及技術成果(guǒ)可應用于民用天(tiān)文觀測、減災、氣象(xiang)、國土資源管控、環(huán)保等方面，将産❗生(shēng)顯❓著的社會效益(yi)；相關技術成果可(kě)應用于測繪等方(fang)面，将在國防安全(quan)🥰方面發揮顯著作(zuo)用。針🐅對該産品研(yán)發功能部件和加(jia)工工藝的🌏研究成(chéng)果，有望在航空工(gong)業超硬複合材料(liào)加工産業得到應(ying)用，從而推動周邊(biān)産業技術進步。      

（ 圖文轉載自中(zhong)國機床工具工業(yè)協會 ）