基于LabVIEW的超精密磨床嵌入式監控系統*

蘇史博，畢 果，彭云峰，曾鑫龍，高 凱

（廈門大學航空航天學院，廈門 361102）

大尺寸高精度非球面光學元件在許多國家重大科學工程里有大量的需求，廣泛運用于光學衛星、空間望遠鏡、激光聚變點火裝置等中。大型光學紅外望遠鏡是 “十三五”規劃建設的重大科技基礎設施，該項目要求使用多個大尺寸高精度光學元件組合成φ12m 的反射主鏡[1]。中國工程物理研究院研制的神光3 號慣性約束核聚變激光[2]點火裝置需要數以千計的大口徑光學元件。

這類光學元件的加工既要求加工精度與質量穩定，又對加工效率和成本有嚴格的控制。為此，相應的超精密磨削機床性能和可靠性要求不斷提高。超精密磨床本身通過結構設計創新和優化獲得更好的可靠性和精度保持性，大大提高了加工精度和加工效率。另一方面，加工過程中的外界干擾、溫度變化、加工振動、砂輪刀具磨損等問題難以完全避免，為了使整個加工過程穩定可控，防止加工事故的發生，需要為超精密磨床研制專用的監控系統。目前高端超精密磨床已經普遍配備了機床狀態監控系統，未來的機床監控系統將能夠實時監測機床狀態、預測機床剩余穩定工作時間并對機床維修等操作做出輔助決策建議[3]。

本文介紹的超精密磨床嵌入式監控系統基于廈門大學微納加工和檢測聯合實驗室研制開發的大口徑光學元件精密磨削機床UPG80，對機床加工過程中溫度振動聲發射等信號進行采集和數據存儲，實現對機床加工狀態的監測和控制。……