XFSGJ非球面自动加工及在线检测系统.pdf

第5卷　第2期 光学　精密工程 . 5, . 2 V o l N o 1997年4月 O P T IC S AN D PR EC IS ION EN G IN EER IN G A p r il, 1997 FSGJ - 1非球面自动加工及在线检测系统 张学军　张云峰　余景池　张忠玉 ( 中国科学院长春光学精密机械研究所应用光学国家重点实验室, 长春 130022) 　　摘要　详细介绍了本所 自行研制的、国内首台非球面 自动加工及在线检测机床 F SGJ 1。重点讨论了研制过程中的技术难点及解决方案, 同时给出了加工实例及国内外 对比情况。 关键词: 非球面; 自动加工; 在线检测 1　引　　言 　　在光学系统中应用非球面可以减少光学元件的数量和重 量, 缩小系统的尺寸, 降低成本并改善像质等。但由于检测及加 工的难度使其长期不能应用于高质量的成像系统中。同时随着 现代科技的发展, 非球面在高科技民用领域, 如办公自动化设备 和照相机变焦镜等方面的应用也 日益广泛。这些都促使高精度 非球面的加工及检测成为亟待解决的问题。 当前国际上以美国为首的一些发达国家利用数控技术及在 线测量技术已经实现了大口径非球面的自动加工, 最大加工直 径为4 , 面形精度为 20 , 并且加工周期大幅度缩短, 以 m rm s Itek 公司为代表的一些制造商已经建成了数控光学加工中心, 并声称将在下一世纪完全取代手工加工。而在“八五”期间我国 光学加工仍以传统的手工加工为主, 靠加工技师的经验来保证 质量, 劳动强度大。这显然不符合国际上光学加工的发展潮流。 长春光机所经过三年的努力, 终于设计并加工出了国内乃 F ig. 1　F SGJ 1 A sp h ere s au to m at ic fab r icat ion m a ch in e 收稿 日期: 1996年10月7 日 科学院85重点课题 2期 张学军　等: - 1非球面 自动加工及在线检测系统　　　　　　　　　　　　　 F SGJ 7 1 至世界上首台集铣磨成形、精细磨、抛光及在线检测于一体的四轴联动非球面加工机床F SGJ - 1, 见图1。在该机床上可以完成从铣磨成形、内孔磨边、倒角、粗细磨直到抛光的一整套加工 过程。其铣磨精度为±002 , 抛光精度为: 面形误差小于 20 。 mm rm s 2　FSGJ- 1研制过程中的技术难点及解决方案 2 1　面形误差向终极 目标收敛的最佳方案研究 本项 目的核心技术是计算机控制光学抛光技术( , Com p u ter Con t ro lled Op t ica l Po lish in g 简称 CCO P ) , 其基本原理是采用计算机控制一个比工件尺寸小得多的小磨头, 按一定轨迹在 其表面上移动来完成抛光。材料的去除量决定于抛光液的浓度、磨头与工作件间压力、相对运 动速度、磨