[發明專利]一種微透鏡陣列兩軸聯動加工方法

有效

• 申請號: 202110332331.5
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112935849B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 姚鵬;于世孟;孫旭峰;周嘉斌;黃傳真;鄒斌;褚東凱
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23Q1/26
• 分類號: B23Q1/26;B23Q5/22;B23Q15/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在機床主軸上安裝精密回轉底座，在精密回轉底座上安裝X向精密位移平臺，在X向精密位移平臺上安裝Y向精密位移平臺，將回轉工件固定在Y向精密位移平臺上，X向、Y向精密位移平臺分別用于兩個軸向的精密進給，調節回轉工件相對機床主軸的位置；

步驟2：調節回轉工件相對于主軸的偏心量，使回轉工件軸心與機床主軸軸心同心；

步驟3：加工工件中心微透鏡，主軸控制工件以設定的轉速自由旋轉，金剛石圓弧車刀在沿加工軌跡曲線從球面或非球面微透鏡邊緣向回轉中心移動，時刻保持車刀圓弧面與加工軌跡曲線相切，所述的加工軌跡曲線為微透鏡陣列中單元的橫截面曲線，通過機床的X、Y兩軸聯動實現中心微透鏡陣列高精度快速成型；

步驟4：調節X向精密位移平臺和Y向精密位移平臺，將第N個微透鏡陣列軸心調節至與機床主軸重合，重復步驟3，直到完成整個面內微透鏡陣列的加工，得到最終的微透鏡陣列；

將步驟4中所述的微透鏡陣列進行編號，計算每個微透鏡單元與中心透鏡的相對距離，利用X向精密位移平臺和Y向精密位移平臺將每個微透鏡單元移動至與主軸中心重合，重復步驟3，直至完成整個面內的微透鏡陣列的加工，得到所需的完整微透鏡陣列。

2.如權利要求1所述的微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，所述的步驟3中微透鏡陣列包括球面微透鏡陣列、非球面微透鏡陣列；微透鏡排布方式包括四邊形排布微透鏡陣列、六邊形排布微透鏡陣列。

3.如權利要求1所述的微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，所述步驟2中的回轉工件相對主軸的偏心量使用電子測微儀來調節。

4.如權利要求1所述的微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，步驟2中回轉工件軸心與機床主軸的跳動誤差小于1μm。

5.如權利要求1所述的微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，所述步驟1中所述X向精密位移平臺和Y向精密位移平臺的量程在幾十毫米范圍，分辨率為一微米級。

6.如權利要求1所述的微透鏡陣列兩軸聯動加工方法，其特征在于，所述步驟3的金剛石車刀輪廓為圓弧形，車刀前刀面需調節至與微透鏡陣列橫截面平行。