[发明专利]一种移轴对中式微透镜阵列加工装置及方法

权利要求书

1.一种移轴对中式微透镜阵列加工装置，包括基座，所述基座上安装有移动方向相互垂直设置的机床X轴和机床Z轴，所述机床X轴的滑台上设置有机床Y轴，所述机床Z轴的移动方向分别与所述机床X轴和机床Y轴垂直，所述机床Z轴上设置有机床B轴，所述机床Y轴上设置有机床C轴，其特征在于，所述机床B轴表面固定有加工刀具；所述机床C轴表面固定有真空吸盘，所述真空吸盘表面固定有控制模块，所述控制模块上安装有二维定位模块，所述二维定位模块上安装有工件夹具；所述二维定位模块用于调整工件夹具上的待加工工件与所述机床C轴的相对位置；所述控制模块包括控制模块底座，所述控制模块底座吸附在所述真空吸盘的表面，所述控制模块底座上设置有直线平台驱动器、无线模块和电池组，所述直线平台驱动器与所述无线模块无线连接，用于接收所述无线模块收到的控制信号；所述电池组为所述直线平台驱动器与所述无线模块进行供电；所述控制模块底座上还设置有用于与所述二维定位模块相连的螺栓和支撑柱；所述控制模块底座上还设置有若干质量平衡块，所述质量平衡块基于动平衡测量装置的检测结果进行布置，用于保证所述控制模块在径向方向上的旋转动平衡。

2.根据权利要求1所述的移轴对中式微透镜阵列加工装置，其特征在于，所述电池组通过两块固定板固定在所述控制模块底座上，并通过固定在所述控制模块底座上的限位板限位。

3.根据权利要求1所述的移轴对中式微透镜阵列加工装置，其特征在于，所述二维定位模块包括二维定位模块底座、底层直线定位平台、连接板和上层直线定位平台；所述二维定位模块底座安装在所述控制模块上，所述底层直线定位平台安装在所述二维定位模块底座上，所述上层直线定位平台通过所述连接板安装在所述底层直线定位平台上；所述底层直线定位平台的运动方向、所述上层直线定位平台的运动方向以及所述机床Z轴的移动方向之间两两互相垂直。

4.根据权利要求3所述的移轴对中式微透镜阵列加工装置，其特征在于，所述底层直线定位平台包括底层步进电机滑台和底层直线光电编码器，所述上层直线定位平台包括顶层步进电机滑台和顶层直线光电编码器；所述底层步进电机滑台用于带动所述连接板运动；所述顶层步进电机滑台用于带动所述工件夹具运动；所述底层直线光电编码器和顶层直线光电编码器均用于测量运动距离。

5.根据权利要求3所述的移轴对中式微透镜阵列加工装置，其特征在于，所述底层直线定位平台和所述上层直线定位平台均包括有若干配重块，所述配重块用于保证所述二维定位模块在定位原点处的动平衡。

6.根据权利要求1所述的移轴对中式微透镜阵列加工装置，其特征在于，所述工件夹具包括第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与所述二维定位模块连接，所述第二固定板与所述待加工工件连接，所述第一固定板与第二固定板之间相互固定。

7.一种移轴对中式微透镜阵列加工方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一所述移轴对中式微透镜阵列加工装置，包括以下步骤：

（1）根据所要加工的微透镜阵列单元工艺参数确定加工刀具的参数，并通过所述机床B轴对加工刀具的姿态进行设置；

（2）将待加工工件进行试切，使用光学显微镜观察加工情况，通过调整所述机床Y轴，使所述加工刀具的刀尖点与所述机床C轴的旋转轴线重合；

（3）利用二维定位模块使待加工工件上的第一个微透镜单元的轴线与所述机床C轴的旋转轴线重合；

（4）通过所述机床C轴、机床X轴和机床Z轴的慢刀伺服同步运动，在所述待加工工件的表面进行单个微透镜单元结构的单点车削加工；

（5）等待上一个微透镜单元加工完成后，再次利用二维定位模块使待加工的下一个微透镜单元的轴线与所述机床C轴轴线重合；

（6）重复步骤（4）和（5），直至完成所有微透镜单元的加工。