تحليل التطور والوضع الراهن لتكنولوجيا المعالجة الضوئية المتقدمة 2

أداة آلة تحول الماس هي التكنولوجيا الرئيسية لعملية تحول الماس. بدون أداة آلة تحول الماس ، من المستحيل تحقيق التكنولوجيا الجديدة لخراطة الماس للأجزاء البصرية. أدوات الخراطة الماسية هي أدوات آلية عالية الدقة. تعد دقة حركة المغزل والانزلاق لأداة الماكينة أعلى بعدة مرات من دقة أدوات الماكينة العادية. عادة ما تستخدم محامل المغزل والقضبان المنزلقة محامل الهواء وهياكل الدعم الهيدروليكية الثابتة. يتم قياس الموضع النسبي بجهاز قياس الإزاحة بالليزر. في عملية معالجة قطعة العمل بأكملها ، يتم استخدام مقياس التداخل الليزري لقياس خطأ سطح قطعة العمل. المخرطة مجهزة بجهاز تغذية مرتدة للتعويض عن أخطاء الحركة. الشركات المصنعة الرئيسية لمخارط الماس هي Moore Precision Machine Tool Corporation و Punaimo Precision Corporation في الولايات المتحدة. بعد دخول التسعينيات ، بدأت شركة Toshiba Machinery Co.، Ltd. اليابانية أيضًا في إنتاج هذه المخرطة. المنتجات الرئيسية التي تنتجها وتبيعها Moore Precision Machine Tool Company هي Moore M-18 ، -40 آلة معالجة السطح شبه الكروية ، أدوات آلة Moore T-bed ، آلات معالجة الأسطح البصرية Moore ، آلات معالجة الأسطح شبه الكروية المنقوعة بالزيت Moore M-18 ، إلخ. المنتجات الرئيسية التي تنتجها وتباعها شركة Punaimo Precision هي MSG-325 ، ASG-2500 ، Nanoform600 ، Ultra 2000 ومخارط الماس الأخرى. تنتج شركة Toshiba Machinery Company اليابانية وتبيع مخارط الماس ULG-100A (H).

سعر مخارط الماس باهظ الثمن ويستمر في الزيادة. خذ المخرطة MSG325 كمثال. في أوائل الثمانينيات ، كان سعر الوحدة يتراوح بين 300000 إلى 400000 دولار أمريكي. بحلول أوائل التسعينيات ، ارتفع سعر الوحدة إلى ما يقرب من مليون دولار أمريكي. هذا السعر ليس عبئًا اقتصاديًا صغيرًا على المستخدمين ، ومن الصعب الترويج للتطبيقات الشائعة. لذلك ، فإن العديد من البلدان تقوم ببحث وتطوير أدوات آلة خراطة الماس منخفضة التكلفة. يقدم ما يلي العديد من أدوات ماكينات خراطة الماس التي يتم الترويج لها حاليًا.

(1) آلة معالجة الأسطح شبه الكروية Mohr M-18

آلة معالجة الأسطح شبه الكروية Mohr M-18 عبارة عن نظام معالجة فائق الدقة للتحكم العددي بالكمبيوتر ثلاثي المحاور ، والذي يمكنه استخدام أدوات الماس أحادية النقطة لتدوير أو طحن عجلة الطحن ، والتي يمكنها معالجة مختلف البصريات المسطحة والكروية والشبه الكروية عالية الدقة أجزاء ، ويمكن معالجة أسطح العفن والأسطح الأخرى. إن الجمع بين الدوران الماسي وطحن عجلة الطحن يوسع من قدرة المعالجة لأداة الماكينة. على سبيل المثال ، يمكن إتمام معالجة القوالب الدقيقة على مخرطة الماس مثل هذه. أولاً ، استخدم عجلة الطحن لآلة شكل السطح بنفس التسامح على قاعدة القالب ، ثم صفيح النيكل غير الكهربائي ، وأخيراً استخدم أداة الماس أحادية النقطة لتحويل سطح النيكل غير الكهربائي لإكمال إنهاء القالب. تتبنى آلة المعالجة نظام التحكم العددي بالكمبيوتر Allen-Bradley 7320 أو 8200 أو General Electric Company 2000 ، ويعتمد التحكم في موضع المخرطة نظام استشعار الليزر Newlett-Packard 5501A. مؤشرات الأداء الفنية الرئيسية لأداة آلة Mohr M-18 هي كما يلي:

انتقال المحور X هو 410 مم ؛ حركة المحور Z هي 230 مم ؛ تبلغ المسافة من مركز محور دوران الهواء إلى سطح العمل 292 مم ، والمسافة إلى سطح العمل الدوار 178 مم ؛ الخطية للمحور X والمحور Z في السكتة الدماغية الكاملة 0.5 مم ؛ المحور X وعمودية المحور Z على السكتة الدماغية الكاملة هي 1 μrad ؛ زاوية انحراف المحور X والمحور Z على السكتة الدماغية الكاملة هي 0.5 μrads ؛ دقة تحديد موضع المحور X والمحور Z على السكتة الدماغية الكاملة 1.5 مم ؛ المحور X والمحور Z كل ضربة 25.4 مم دقة تحديد المواقع 0.5 مم ؛ الانحراف الزاوي عندما يدور المحور B 360 درجة هو ± 3 μrads ؛ دقة القراءة للمحور X والمحور Z هي 5 مم ؛ دقة قراءة المحور B هي 1.3μrads ؛ الخطأ المحوري للمغزل 0.05 مم ، شعاعي الخطأ 0.2mrad ؛ حجم الأداة الآلية (الارتفاع \&# 39 ؛&# 39 ؛ الطول \&# 39 ؛&# 39 ؛ العرض) هو 1778 \&# 39 ؛&# 39 ؛ 2032 \&# 39 ؛&# 39 ؛ 1800 مم.

(2) مخرطة ألماس Punaimo MSG-325

مخرطة الماس Punaimo MSG-325 عبارة عن مخرطة ماسية ثنائية المحور يتم التحكم فيها عدديًا بالكمبيوتر. تستخدم أداة الماكينة قاعدة جرانيت 6 أطنان ، مثبتة على وسادة هواء مضغوطة لعزل الاهتزاز وتقليل الاهتزاز إلى 2 هرتز. يتم تثبيت كل من الشرائح X و Z على قاعدة الجرانيت. يتم تثبيت الشريحتين بشكل عمودي على بعضهما البعض ، وتكون الدقة الرأسية للضربة بأكملها في حدود 0.76 مم. يتم تثبيت حامل أداة قابل للتبديل على الشريحة X ، ومغزل محمل الهواء مثبت على الشريحة Z. يتم قياس الموضع الدقيق لحركة العربة بواسطة نظام حساس ليزر بدقة 0.025 مم.

يمكن لأداة الآلة هذه معالجة عدسات كروية وشبه كروية مختلفة ، وعدسات فرينل ، ومرايا ، ومرايا مخروطية خارج المحور ، ومرايا متعددة السطوح ، وعدسات فيديو دقيقة ، وأجزاء بصرية أخرى لتطبيقات الأشعة تحت الحمراء وطول الموجة المرئي. أثناء معالجة الأجزاء البصرية ، يمكن استخدام مقياس التداخل الليزري لإجراء قياس عدم تلامس السطح للأجزاء المعالجة. مؤشرات الأداء الفني الرئيسية لأداة الماكينة هي كما يلي:

يعتمد العمود الرئيسي لأداة الماكينة على محمل هوائي. عند القياس في الطرف الأمامي عند 1000 دورة في الدقيقة ، يكون كل من الجريان الشعاعي والمحوري 0.1 مم ؛ محرك القيادة هو محرك سيرفو DC 1 / 3HP100-2400 rpm ؛ تم اعتماد محمل الهواء الحجم الاسمي للشريحة X هو 609 \&# 39 ؛&# 39 ؛ 762 مم ، الحد الأقصى للسكتة الدماغية 304 مم ، أقصى سرعة للحركة 20 سم / دقيقة ، خطأ الحركة الأفقية 0.5 مم ، خطأ الحركة العمودية 1.27 مم ، ومحرك محرك المسمار الدقيق 1HP0 H 2500 دورة في الدقيقة. دقيقة ؛ الحد الأقصى لضربة الشريحة Z هو 203 ملم ، ومؤشرات الأداء الأخرى هي نفسها تلك الخاصة بالشريحة X ؛ يبلغ قطر قطعة العمل 356 مم للهيكل العادي لأداة الآلة ، و 560 مم لهيكل أداة الآلة ذات الفتحة الكبيرة ؛ أقصى عمق معالجة لقطعة العمل هو 204 مم ؛ عندما يكون القطر 150 مم ، فإن دقة السطح لقطع العمل المعالجة يمكن أن تصل إلى 1/2.

(3) مخرطة الماس شبه الكروية فائقة الدقة ULG-100A (H)

هذه الآلة هي أحد منتجات شركة Toshiba Machinery Co.، Ltd. اليابانية&في التسعينيات. منذ يونيو 1992 ، أنتجت آلتين شهريًا ، ويبلغ سعر كل آلة 50 مليون ين. يعتمد محور دوران أداة الماكينة على صلابة عالية ومحامل هوائية فائقة الدقة ، وجهاز التحكم العددي لأداة الماكينة لديه وظيفة تغذية مرتدة. يمكنها معالجة مختلف الأجزاء البصرية والقوالب المعدنية لتشكيل ضغط العدسة شبه الكروية. يمكن أن تصل دقة المعالجة إلى 0.01 مم. تستخدم قوالب التشكيل المعدنية بالضغط أدوات ماسية وعجلات طحن للدوران والطحن ، والتي يمكن أن تحقق جودة المرآة. مؤشرات الأداء الفني الرئيسية لأداة الماكينة هي كما يلي:

الحد الأقصى لضربة المحور X (عمود الطحن) لأداة الآلة هي 150 مم ؛ الحد الأقصى لمحور Z (عمود الشغل) هو 100 مم ؛ السرعة القصوى لعمود عجلة الطحن هي 40000 دورة / دقيقة ؛ محرك عجلة الطحن هو 1kW / 40000 دورة / دقيقة ؛ سرعة عمود الشغل 20 ~ 1500 ص / دقيقة ؛ محرك محور الشغل 0.25kW / 3000 RPM / min ؛ طحن عجلة المغزل المحوري والجريان الشعاعي 0.05 مم ؛ الشغل المغزل المحوري والجريان الشعاعي 0.05 مم ؛ خطية حركة المحور X 0.1mm / 150mm ؛ المحور Z الخطية للحركة هي 0.1 مم / 100 مم.