基于FTS的透鏡陣列加工技術(shù)研究與裝置實現(xiàn).pdf

1、科技的發(fā)展帶動現(xiàn)代儀器朝著光、機(jī)、電一體化的微結(jié)構(gòu)趨勢發(fā)展，透鏡作為一種重要的光學(xué)元件在民用和軍用工業(yè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。用于高精密儀器設(shè)備中的透鏡不僅要有優(yōu)越的光學(xué)性能，而且也要有微型化和高集成化的結(jié)構(gòu)，因此透鏡微結(jié)構(gòu)中的代表——透鏡陣列便應(yīng)運而生。隨著對透鏡陣列的應(yīng)用要求不斷提高，傳統(tǒng)透鏡的加工方法已經(jīng)很難適用于透鏡陣列的加工，因此國內(nèi)外將目光投向了新的超精密加工方法。其中，基于快刀伺服技術(shù)(FTS)的復(fù)雜微結(jié)構(gòu)加工具有高頻響、高

2、定位精度和高加工精度等突出優(yōu)點，已然成為微車削加工的主流技術(shù)之一。目前，國外許多國家已經(jīng)成功運用該項技術(shù)加工出了高精度的透鏡陣列元件，相關(guān)產(chǎn)品已應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，而國內(nèi)對該技術(shù)的研究起步較晚，對于核心基礎(chǔ)技術(shù)研究匱乏，加工后的產(chǎn)品質(zhì)量存在明顯差距?；诖?，本文研究了基于FTS的透鏡陣列加工技術(shù)及加工裝置，主要內(nèi)容如下:
　　1.快刀伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計:首先對快刀伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動方式、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了選擇;接著設(shè)計了快刀伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的

3、機(jī)械結(jié)構(gòu)，并確定了導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的基本尺寸;最后通過對柔性鉸鏈的系統(tǒng)仿真設(shè)計和校核確定了其最終尺寸，完成了快刀伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計。
　　2.透鏡陣列加工方法與加工形貌仿真研究:以典型的四球冠凸透鏡陣列為研究對象，結(jié)合車削過程中刀具的螺旋式進(jìn)給運動方式，提出了透鏡陣列面形生成原理和坐標(biāo)計算的方法;對加工中的形貌仿真原理進(jìn)行了分析，討論了主要加工參數(shù)對加工結(jié)果的影響，編寫了加工形貌仿真程序來模擬加工過程，通過仿真結(jié)果驗證了主要加工參