高性价比大透镜产品寻找思路

求知若渴

近几年行业内中大口径的光学系统越来越多，本人平时对这一块留意较多，在此和站友们分享交流我遇到的一些实例和看法，后续汇总结一些从研发方向来降低成本的思路，欢迎站友们多多交流。

大概在16年的时候，本人当时是从事治具设计和检测方面的工作。印象较深的是一个合作了三年的北京客户，当时有一个新的光学系统，口径接近100mm，他们在就近一位熟人介绍的厂家做的光加，从设计好到加工装配完成花了近两个月时间，不太顺利的是镜头的效果不甚理想。研发和装配不得不从光学设计、结构设计、光学加工、机械加工、装配调试等方面验证排查问题，前前后后花了十多天时间，问题还是不能确定到具体的方面。因为是第一次合作的光学加工厂家做的，所以当时委托我们老板帮忙检测那批样品的精度。我检测了面形、偏心、曲率、尺寸、焦距，整理对比后发现有一款胶合透镜的面形超差严重，其他镜片的面形相对超差较小，我判断是胶合后应力太大导致的面形变化很大；还有一款带台阶的凹透镜，弧高超差较多，我判断是加工商为了省工具的成本，没有定做专门的磨轮（后面的交流这个镜片确实也是很敏感的一款）。本来和我们合作了三年多，所以对我们还是很信任的，立即决定让我们新加工这两款透镜，我记得当时还额外给了我们加班费用，让我们用最快的时间给赶一些样品出来。其实我当时还是很忐忑的，万一其他方面还有关键性的问题，这是有可能耽误客人项目交付的。后面多次沟通他们也确实排除了很多方面的可能，之前的光加厂咬定镜片没有问题，但是又给不出量化的检测数据，一些关键的光学参数又必须用专门的检测设备才能检测，客户的规模也没有花钱来配那些设备，只有一些量尺寸的简单的检测手段。我们加工花了两周，他们替换这两种镜片后效果明显提升。后面就是他们的客户很满意除了时间，这两年都有量产这个机型。

后来在17年的时候在展会遇到一个南方的客户，之前我们不认识也没有合作过。当时找到我的是一位W工，我们聊了很多加工检测装配的话题，他们成立的这几年里，开发了量产的大概有10款产品，但是一直困于产品的合格率不稳定，在他们的客户那里争取不到好的价格和更多的业务。他说他这次专门是想寻找一个靠得住的厂家，能够提高产品的一致性和稳定性，之前那种时不时的品质问题既辛苦还不讨好，如果炬科能帮他解决好这些，他们愿意适当的提供成本来做好产品的品质和一致性，他们才能有更多的底气和经历去发展壮大。我说那先提供一些样品我们找找原因试试吧，回成都我就收到了他寄的两箱样品，其中最大的直径有120多mm，我花时间检测了相关的参数。很多参数多多少少有些超差，但是尺寸做的非常好，有几款定芯系数不太好的透镜，中心偏一致性非常差，这很有可能是镜头效果不稳定的原因。后面我们给他做了两款机型，一致性和性能都非常满意，而后的故事就非常美好了。。

为了大家少走弯路，在此总结一下：虽然市场的加工水平参差不齐，但是一般大家的尺寸控制都不会有大的问题，一是检测的成本低大家都能检，更重要的是客户也能检。往往出问题的是面形、曲率、中心偏等需要专门的检测设备方面。大口径的项目成本相对会高很多，建议大家尽量能一次成功，不然浪费的成本至少翻倍，关键是浪费了客户交货的黄金周期和信任。在筛选供应商的时候，一定要清楚那些需要专门的检测仪器是否有配置，哪些指标的精度是不能控制的。如果自己目前无法收货检验，尽量要找能够将所有指标量化检验的供应商，可以有效的避免很多不必要的麻烦。还有就是适当的协助采购一起评估和筛选，有的采购可能更擅长商务方面，而工程师更清楚这个系统哪些是很关键的因素。一些大的公司的采购相对专业，他们大多在评估新供应商的时候会了解哪些参数用什么仪器检测的，有哪些加工的设备等（加工大家可以不了解，检测建议要知晓，后续我会开贴分享检测相关的信息）。欢迎站友们多多交流。
在此毛遂自荐一下：

“精密得不像量产大透镜”来自于四川炬科光学，以中高精度中小批量为主，直径范围已达50-300mm，材料基本涵盖成都光明所有牌号，镀膜可定制紫外、可见光、近红外增透膜。炬科已形成了铣磨、精磨、芯取、抛光、镀膜、胶合、涂黑等工序的专业生产线，经过多年的技术积累和突破，解决了常见大透镜容易产生的光圈差、易开胶、光洁度、中心偏、一致性等痛点。

炬科为ZYGO干涉仪配备了F0.75到F11的大范围标准镜头，在曲率5-1000达到了整个表面的移动式全面检测。在配备了齐全的检测仪器前提下，经过十余年的球透镜加工积累，环环相扣的生产工艺让我们成功解决了大透镜的痛点。

在严格检测控制的同时，我们精选十余年的大透镜加工师傅，只为做好“镜艺求精”的大透镜。大透镜的加工难度大、周期长、成本高，我们希望能让更多的采购工程师少走弯路。

炬科杨工电话微信：19113486069

五指书生

问个上文中的问题哈，上文中提到的100mm胶合透镜，胶合后应力太大导致面形超差严重，后面是在没有更换设计的情况下通过重新加工、胶合就满足要求的么？
因为平常设计中，遇到100mm及其以上的透镜，一般是不建议胶合的，迫不得已胶合，也是需要考虑材料的热膨胀系数匹配。所以，对文中提到的例子比较好奇。

求知若渴

五指书生 发表于 2019-10-11 19:21
问个上文中的问题哈，上文中提到的100mm胶合透镜，胶合后应力太大导致面形超差严重，后面是在没有更换设计 ...

五指这个细节抓的关键啊！

因为对方工程师是反复模拟验证了理论的设计的，我们后面的沟通也排除了一些其他的问题，对于这个胶合件我们进行了新加工，没有更换设计。你可能会疑问，相同的产品为什么我们可以把应力控制的很好。影响胶合镜片应力的因素较多，比如热膨胀系数、材料、直径、半径、厚度、胶合面的光圈匹配、光源、胶的厚薄均匀、应力消除等等。尤其是不同的产品这些因素的影响各不相同，最敏感的因素也有差别。我们在初期会反复实验，每一次调试后用干涉仪进行面形的检测，将此种镜片的规律和方法总结出来，这个过程有时候会花两三天时间。后面的量产镜片会严格用这种规律来调试执行，胶合完成后会用干涉仪进行抽检。因为是到成品的工序了，此时的检测一定要用非接触式的检测，用样板看非常容易损坏镜片的光洁度。

平常100mm以上确实有很多设计的是双分离三分离透镜，大家还是有意的去避免大口径的胶合。从我们日常的加工来看，口径大相对的调试确实复杂一些，我们现在量产100mm以上的非分离的胶合透镜有60余款，其中最大的直径到140多。从设计的角度此类型的镜片厚度不要太薄，材料方面像FK61类型的更难控制和容易开胶，还需要注意透过波前的影响。

WANGLEI

非常感谢楼主的细心分享，本人的公司是做车载镜头的。今年开发的全玻的镜片较多。经常出现良率低，生产不稳定的情况。看了楼主的分析。我司的镜片检测还需要提升。不能只是单纯的检测一个芯厚和外径、矢高。

求知若渴

WANGLEI 发表于 2019-10-13 08:29
非常感谢楼主的细心分享，本人的公司是做车载镜头的。今年开发的全玻的镜片较多。经常出现良率低，生产不稳 ...

车载产品的量相对已经算是很大的了，大批量的产品一致性一定要好，不然装配的难度太大。你提到的厚度、直径、弧矢高都是我们提到的容易测量的参数，一般来说这些参数不会有大问题。

质量不稳定的原因可能是多方面的，光学加工、结构件加工、装配调试都有可能，我建议你可以对比合格与不合格镜头之间的差别。如果能够排除结构件的和装配的问题，对于光学零件可让加工商进行配合检验后对比分析，重点放在你们检测不了的参数。如果供应商不具备部分参数的检测手段，那这方面就更容易出现问题或者是不稳定。

大批量的产品对成本更为敏感，采购的时候一般会进行比价压价并选择相对更便宜的，一般筛选剩下的不是大厂就是小厂。出了问题一定要和供应商说明利弊，只有配合把问题解决好，双方才能共赢发展。

goontwin

楼主说的很到位。确实，在能够量产玻璃透镜的工厂来说，产量就意味着收入，就算质量差点，大部分也在设计公差能够Cover得住的区域，要是真要件件都是合格件，检测就是关键了，每件来检测，人力成本不说，费时间，没产能，这个很小企业的提高产量想法相矛盾。  
以后，这些精密的活，估计也会细分出加工商的品类来，要想一次性符合要求的，确实需要找能够精确控制品质的工厂。  费用成本都不说，主要的还是时间成本。

求知若渴

goontwin 发表于 2019-10-28 10:02
楼主说的很到位。确实，在能够量产玻璃透镜的工厂来说，产量就意味着收入，就算质量差点，大部分也在设计公 ...

你的看法很到位，不同的厂家优势不一样。价格低的质量很难经得起对比，高要求或是想顺利的可以适当的找专业一点的厂家。
如果做出来效果不好，时间会翻倍，而且会多非常多的麻烦，明显提高综合成本。如果供应商不能解决，还得更换一家来做，经济成本也翻倍了。类似的实际例子我都遇到过的。

风火山林

楼主说的很对，我家是非标设备制造，很多时候一个镜片就需要一个，一旦出了问题工期拉得很长，中间又会多出很多不可控的因素导致工期越拉越长，现在一个镜片能加工2到4个，就是为了防止由于镜片精度问题导致的工期拖沓，延误交付时间。所以一个高质量的靠谱的加工方是极其有必要的。最后先把电话记下了哈，没准啥时候就得抱佛脚