近年來(lái)，自由曲面因其在光學(xué)、汽車、航空航天等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，受到設(shè)計(jì)師和工程師的高度關(guān)注。自由曲面作為一種具有更高自由度的非球面透鏡，能夠在光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更加精確的光線控制，優(yōu)化像差校正，并且在滿足功能需求的同時(shí)，也能兼顧美學(xué)設(shè)計(jì)。尤其是在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）/虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備、汽車燈光系統(tǒng)、傳感器設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，自由曲面的應(yīng)用能夠顯著提升產(chǎn)品的性能和效率，使得這些技術(shù)在市場(chǎng)中愈加受到青睞。

然而，盡管自由曲面在設(shè)計(jì)上具有巨大的優(yōu)勢(shì)，它在加工過(guò)程中仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。自由曲面的形狀復(fù)雜、曲率變化大，使得傳統(tǒng)的加工方法難以滿足其高精度要求。為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須依賴先進(jìn)的制造技術(shù)，如高精度數(shù)控加工、納米光學(xué)加工等，這些技術(shù)對(duì)設(shè)備的精度和加工工藝提出了極高的要求。因此，自由曲面的高精度加工不僅大幅提高了生產(chǎn)成本，還帶來(lái)了較高的技術(shù)難度，使得如何有效、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)高精度加工成為了自由曲面廣泛應(yīng)用的主要瓶頸。

為了突破這一技術(shù)瓶頸，倚光科技公司不斷創(chuàng)新，積極研發(fā)并應(yīng)用先進(jìn)的制造技術(shù)，在自由曲面設(shè)計(jì)與加工領(lǐng)域取得了顯著成果，開辟了全新的解決路徑。公司目前已經(jīng)部署了一系列超精密光學(xué)產(chǎn)品加工和檢測(cè)設(shè)備，并在加工過(guò)程中融入了先進(jìn)的自由曲面誤差補(bǔ)償算法，為自由曲面設(shè)計(jì)與加工提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

圖 1 倚光科技加工中心儀器設(shè)備

具體來(lái)說(shuō)，倚光科技加工中心配備了五軸nanoTech 650FG超精密自由曲面加工機(jī)、三軸/兩軸nanoTech 250FG超精密加工機(jī)等一系列高精度加工設(shè)備。憑借這些精密設(shè)備，公司能夠確保在自由曲面加工過(guò)程中獲得極高的加工精度，如圖所示，所有設(shè)備的精度標(biāo)準(zhǔn)都處于行業(yè)領(lǐng)先水平。

圖 2 倚光科技加工中心加工精度

此外，倚光科技與新加坡博士團(tuán)隊(duì)聯(lián)合開展了深入的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)出了智能自適應(yīng)誤差補(bǔ)償算法體系。該算法通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的各類誤差，動(dòng)態(tài)分析并及時(shí)進(jìn)行修正，能夠有效抑制由于設(shè)備微顫、材料熱脹冷縮、刀具磨損等因素引起的表面形狀偏差。通過(guò)計(jì)算誤差分布方程，并將其與原設(shè)計(jì)方程結(jié)合，形成新的修正面，重新編譯數(shù)控程序，從而有效減少型面誤差。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，該算法在沒有補(bǔ)償?shù)那闆r下，面形誤差的峰值（PV）可高達(dá)40.5μm，而經(jīng)算法修正后，誤差顯著降低至2.43μm，誤差降低幅度超過(guò)94%。這一突破性進(jìn)展為自由曲面制品的精確加工提供了有力保障，確保了加工后的產(chǎn)品與設(shè)計(jì)藍(lán)圖高度一致，大大提高了批量生產(chǎn)中自由曲面產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性。

圖 3 倚光科技誤差補(bǔ)償算法補(bǔ)償前后對(duì)比

除了技術(shù)上的突破，倚光科技還通過(guò)優(yōu)化工藝流程和智能化生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了大幅度的成本降低和生產(chǎn)效率提升。得益于高效的生產(chǎn)管理和自動(dòng)化設(shè)備，公司能夠?qū)⒓庸こ杀究刂圃谇г?jí)別，并確保加工周期縮短到一周內(nèi)，從而極大地提高了生產(chǎn)速度，滿足了市場(chǎng)對(duì)交貨周期的嚴(yán)格要求。通過(guò)這一系列的創(chuàng)新與優(yōu)化，倚光科技不僅在自由曲面加工技術(shù)上取得了行業(yè)領(lǐng)先地位，同時(shí)也為客戶提供了高效、低成本的解決方案。