设计CNC研磨机，用于确定性的玻璃光镜的微型磨削

早在1990年代初期，Rank Pneumo根据纽约罗彻斯特的Optics Manufacturing Center（COM）规定的规格设计和建造了Opticam Sm镜磨机机。

从那时起，级别的肺炎是第二代和面向生产的透镜研磨机的Microform®SM的设计（图1）。这款创新的机器比原始版本的机器较小，成本较小，但仍将玻璃表面磨成与原始版本相同的规格。

图1。微型型SM球形/非球体CNC确定性微研磨机。

MicroForm SM机器从头开始设计，不像Opticam SM机器的早期设计。它的设计具有OpticaM客户，运营商和COM技术人员的建设性投入。

工作主轴的方向更改为垂直，以允许访问以查看组件。然后将车轮主轴放在工件上进行磨削。需要三个CNC轴（X，Z和B）将纺锤体转移到适当的方向上，以通过和弦生成方法磨削球体（图2）。

图2。工作区域的等距视图，显示X，Z和B CNC轴以及Y和手动调节轴。

机器配置

首先，将车轮主轴倾斜，使机器类似于现有的镜头发电机。这样，可以增加客户的接受。然而，这使工作主轴在X和Z堆叠的轴上，在机器的一部分被冷却液溅起，没有令人满意的解决方案。

为了从冷却液飞溅上关闭CNC轴，可以选择在堆叠式配置中设计所有三个轴，其中其中的工作主轴直接分配到底座，而车轮主轴则在X，Z和B中移动。

另一个选择是将工作主轴倾斜在B中，并将车轮主轴叠在X和Z上，超出重飞行区。在这里，选择了后者的设计，以提供可用性，并改善机器的结构环刚度。

但是，这给将车轮喂入工作方面还有另一个困难。为了沿切割深度的方向馈入，需要沿虚拟轴进行X和Z的协调运动，该运动与B角位置转动。这是由控制器渲染的，在计算机的标准使用过程中，操作员看不到。

尺寸降低

MicroForm SM机器仅需要Opticam SM的地板空间的一半，并且保持直径相同的工件容量。

较早设计的Opticam SM机器的底座重约5000kg，并在五个空气隔离器上支撑，而MicroForm SM的底部重约645千克，并在钢架上的被动隔离器上受支持，以将工作高度提高到合适的水平。

机器对齐

在较旧的地方Opticam SM机器，很难将两个纺锤体对齐以精确相交。这种比对对于磨碎准确的球体是必需的。将柔性元素添加到微型型SM中，以便可以将纺锤体转移到相交的情况下，而没有滑动方式的额外成本。

弯曲元件是通过有限元分析设计的，以便在不强调挠曲的情况下提供运动，同时还保持了180 N/micr的首选垂直刚度。

在热身和使用期间，在较旧的Opticam机器中还观察到热漂移问题。当漂移使纺锤体从相交对齐中移出时，这些错误是有害的。相比之下，微型机构SM机器已经设计了对该相交平面的对称性，以减少该方向的热漂移。

早期设计的另一个漂移来源Opticam机器是高速，水冷车轮主轴。即使关闭它，主轴冷却器仍然可以运行，冷却主轴但导致车轮位置漂移。在新的MicroForm SM机器上，添加冷却液旁路阀以降低冷却速率和漂移，当主轴关闭时。

工件和车轮固定

OpticaM SM机器包括将轮子放在带有SK-30锥形主轴适配器的夹头积分中，但设计了设计，以将车轮直接固定到HSK-32锥形纺锤体适配器上（图3）。

这可以大大提高平衡质量，并通过少量的关节数量来提高僵化，并在先前的持有者中消除颈部固定直径。工件夹具机构也被修改为三只下巴Chuck。这使得组件固定装置可以轻松在车床上进行。

图3。工件和车轮固定

冷却液

OPTICAM SM机器由于与工具更换器的间隙而导致的，需要将冷却液喷嘴远离车轮和工作。在研磨区域周围还需要一个大盒子，以容纳冷却液飞溅。

在微型型SM机器上，车轮主轴从冷却液盒中备份以更换工具。因此，冷却液飞溅盒相对较小，可以放置这些限制的喷嘴。该盒子是由不锈钢制成的，可以防止腐蚀。

通过向后滑动两个盖子，可以向组件提供访问。借助双罐过滤系统，操作员可以通过操作手动阀轻松更改使用的过滤器。当使用一个过滤器时，另一个过滤器将从电路中密封，使机器使用另一个过滤器时，可以更改受污染的过滤器元件。

控制器

在以前的机械上，磨削程序（软件）提出了一定的限制。这些方面迫使磨削循环具有一个粗糙的，一个媒介和一个饰面。

现在，可以重新排列研磨序列，也可以根据需要添加。零件程序几乎可以在镜头的单个安装中将几乎所有数量的斜面，边缘，下垂，凸面和凹面磨碎。

此外，中等，粗糙和罚款的协调变得容易。还可以为每个研磨的球形半径调整球形半径，以便用每个轮子从整个表面获得相等的切割深度。

可见，在使用过程中，研磨轮往往会磨损。在现有设备中，存储的车轮2020欧洲杯下注官网数据包含一个直径和长度。这需要轮子表现出锋利的切削缘，以确保车轮砂带在任何头部角度保持相同位置。

Precitech的NewNanopath®CNC控制软件在每个轮子的车轮砂岩区域内监视车轮磨损。这样可以防止轮敷料恢复锋利的边缘。此外，控制软件纠正了车轮磨损随之而来的任何工件错误。

如果操作员错误地输入了表面接地的数据，则控制器会更新轮砂图以抵消错误。这样，接地的连续组件被正确浮出水面，并且车轮砂岩区域图保持​​最新状态。

破坏性

与球形光学元件相比，沥青更难产生和抛光。然而，MicroForm上的CNC控制轴使无球表面通过外围样式磨削侧面磨碎，并同时具有X，Z和B轴的连续路径轮廓。

这使得使用最佳拟合球体时的非球面表面更接近最终形式。其他操作（例如斜面，边缘和下垂）仍然可以集成在非球形镜头上，这有助于简化系统内组装镜头时的光轴对齐。

过程

由于可以在半抛光状态下创建镜片，因此可以防止通常遵循球形发电的松散的磨碎或绑带程序。这也避免了与铸铁工具的开发有关的成本，这是由于此临时打击过程处理的每个不同半径所需的成本。

机器的可选功能

离心机配备了可选的冷却液系统，以从废物流中去除SWARF。Opticam SM具有冷却液泵密封故障，这可能是由于冷却液用涡流型旋风过滤器清洁后剩余的污染物水平。

在微型型SM机上使用的离心机连续清洁冷却液通过它的冷却剂，并且洗涤喷嘴使冷却液保持不断流过离心机。

还可以使用八台杂志的工具交换器自动交换研磨车轮，并利用薄雾提取器去除冷却液薄雾。这样的雾提取器延长了机器的寿命。

结论

标准的饰面地面表面足够光滑，因此可以直接在干涉仪上查看表面误差。1996年3月，第一台MicroForm SM机器是在客户设施安装的。

为了展示机器的能力，双方都扎根BK-7的测试部分。零件被边缘，斜角和下垂，并在SM机器上。

图4。p-V形式误差（不规则性）为0.14µm（0.5条纹）（Zygo）

获得以下精度：

• 半径尺寸误差为.003mm（电子球形计）
• P-V形式误差为0.14µm（0.5条纹）（Zygo）（图4）
• 75埃克斯特罗姆（Wyco）和120 Angstroms RQ（rth talysurf）的表面粗糙度
• 磨床后的表面楔子计算为0.004mm +/- .001mm

关于Precitech

Precitech从1992年开始运营，但延续了可追溯到1962年的超精确机床建筑的悠久历史，该建筑建立了Pnneumo Precision。1997年10月，泰勒·霍布森（Taylor Hobson）（以前是泰勒·霍布森（Taylor Hobson） /排名pneumo）的Pneumo Ultra Ultra Machin Actiral Actool Evision与Precitech合并。该公司实体保留了Precitech名称，所有办公室和制造设施现在位于新罕布什尔州基恩的布莱克布鲁克路44号。

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