Historie a současná situace ultrapřesných CNC obráběcích strojů ve Spojených státech

V pozdní 1950, Spojené státy začaly provádět ultra-přesné zpracování obráběcích strojů výzkum, kdy vývoj laserové jaderné fúze experimentální zařízení a infračervené experimentální zařízení potřebují velké kovové reflektory, naléhavou potřebu ultra-přesné technologie zpracování a ultra-přesné zpracování obráběcích strojů. Použitím přesných obráběcích strojů s vysokou přesností v té době byl pro zrcadlové řezání hliníkové slitiny a oxidu mědi rychle vyvinut jednobodový diamantový vozíkový nůž, takže jako výchozí bod bylo rychle vyvinuto ultrapřesné zpracování jako nový obráběcí proces.

V roce 1962 UnionCarbide poprvé vyvinula ultrapřesnou hemetickou postýlku s porézními grafitovými ložisky vzduchu, která úspěšně realizovala ultrapřesné zrcadlové soustružení s rozměrovou přesností : - 0. 6btm, drsnost povrchu je Rd0. 025gm, čímž se jedná o první krok ve zpracování submikrénů. Nicméně, diamant ultra-přesné soustružení je vhodnější pro některé materiály z měkkých kovů, a v leteckém průmyslu, astronomii, vojenské a jiné aplikace satelitních kamer, nejčastěji používané jsou jako sklo, keramika a jiné křehké materiály z nekovových zařízení. Řezání těchto materiálů diamantovými řezačkami může způsobit praskliny v samosuráběcí ploše. Ultrapřesné broušení je příznivější pro zpracování křehkých materiálů.

Dalším reprezentativním produktem UnionCarbide je jeho úspěšný R-e-form as-spondial jako-a-ball stroj v roce 1972. Jedná se o dvouordinálovou CNC postýlku se zpětnou vazbou polohy, která může změnit roh a poloměr nožové základny pouze v reálném čase a realizovat zrcadlové zpracování as-sple. Průměr zpracování 380 mm, přesnost tvaru obrobku je plus nebo mínus 0. 63um s drsností povrchu Ra0.023um.

Společnost MoorlSpecialT001 vyvinula v roce 1968 ultrapřesné zrcadlové lože typu Moori se vzduchovým vřetenem, ale aby bylo dosaženo ultrapřesného zpracování křehkých materiálů, společnost v roce 1980 na světě poprvé vyvinula tříotkopové řízení diamantového nástroje typu M-18AG, který se otáčí diamantovým strojem. Stroj používá vřeteno vzduchu s radiální přesností otáčení 0. 075Bm: Pomocí CNC systému Allen-Braley 7320 jsou zdvihy osy X a Z 410 mm a 230 mm a přímost kolejnic je 0. V rámci 5gm je přesnost polohování osy B 0. 38um, použití diamantových brusných kotoučů pro zpracování různých asymtických kovových zrcadel s maximálním průměrem 356 mm.

RankPneumo představil v roce 1980 dvouosý spojovací MSG ultrapřesný CNC soustruh, který využívá laserové interferometry k dokončení řízení v polohové smyčce s uzavřenou smyčkou. Postýlka může zpracovat 350mm průměr ase speral kovové zrcadlo, zpracování povrchu drsnost R na O. 05Bm. V roce 1988 společnost také vyvinula úspěšné obráběcí stroje ASG2500, ASG2500T, Nanoform300: tyto stroje mohou být nejen velmi jemné těsné řezání, ale také mohou být zpracovány až do průměru 300 mm jako spular zrcadla. Na základě výše uvedených obráběcích strojů společnost také vyvinula Nanoform600 v roce 1990, který dokáže zpracovat asperterial zrcadla o průměru 600 mm a přesnost tvaru obrobku je lepší než O. 14, drsnost povrchu je lepší než Ra0. 01um. V roce 1996 společnost představila ultrapřesný kompozitní obráběcí stroj Nanoform250, který umožňuje nejen diamantové řezání, broušení a leštění, ale také přímo vymetá tvrdé a křehké materiálové optické díly, které splňují kvalitu optického povrchu a přesnost povrchu.

V současné době se Spojené státy zabývají ultra-přesné zpracování a výrobu více známých společností, podniky nejméně 30. Mezi nej reprezentativnější a nejvýznamnější výsledky patřila výše uvedená laboratoř Lawrence Livermore National Laboratory v Union Carbide. Od šedesátých let vyvinula laboratoř LLNL Laboratories ultrapřesné obráběcí stroje DTM-1, DTM-2 a v září 1983 úspěšně vyvinula horizontální velkoplodá optická diamantová ultrapřesná postýlka DTM-3 představující nejvyšší úroveň moderních ultrapřesných obráběcích strojů. Stroj dokáže zpracovat průměr 2100rain, hmotnost 4497k2 pracovních částí, jeho zařízení pro přenos rámu nástroje pomocí třecího pohonu, použití laserového interferometru pro měření polohy, použití kapalných statických tlakových ložisek a vedení statického tlaku kapaliny, přesnost polohy až 0. 013 až m: zpracování mosazných částí, drsnost povrchu až do R až 0. 0076Bra.

V září 1984, LLNL Laboratories, ve spolupráci s Wright Aviation Research Institute amerického letectva, vyvinulvelkou vertikální ultra-přesné CNC postýlka velké optiky Diaramond Turning Machine. Postel může zpracovávat pracovní díly o průměru 1625 mm, použití speciálně vyvinutého 7-way dvoufrekvenčního laserového interferometru pro měření různých informací o poloze a poté prostřednictvím zpracování dat, aby poskytla přesné informace o zpětné vazbě do servo systému, držáku hnacího nože, aby byla zajištěna poloha nástroje vzhledem k obrobku, rozlišení měření 0. 635nm. Pro zajištění přesnosti ovládání polohového serva je přijata metoda přesného digitálního servořízení a řídicí část je interní CNC zařízení. Za účelem dosažení mikro-dovnitř nástroje, stroj používá pedic proud mikro-posunutí mechanismus, který může realizovat nano-měřítku mikro-posunutí, a přesnost zpracování může dosáhnout 0. 025 až m. LODTM je uznáván jako jedna z nejvyšších úrovní ultra-přesné postýlky v dnešním světě.