辊筒模具微透镜阵列的慢刀伺服成形加工

作     者：乔政 吴言功 刘玉涛 王波 张鹏 QIAO Zheng;WU Yan-gong;LIU Yu-tao;WANG Bo;ZHANG Peng

作者机构：哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 

基　　金：粤港关键领域重点突破项目资助(No.2004A10403021) 广东省攻关项目资助(No.2006A10401006) 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2019年第27卷第1期

页      码：146-155页

摘      要：为实现辊筒模具大面积微透镜阵列的高效率与高精度加工,对微透镜阵列成形法的加工轨迹优化和进给轴伺服参数的优化方法进行了理论分析与实验研究。首先,通过分析微透镜阵列的特征轮廓,确定微透镜表面振纹的主要诱因为过渡台阶的突变;其次,为使加工轨迹的二阶导数具有连续性,提出采用三次样条插值与傅里叶级数拟合对加工轨迹进行分段优化设计;最后,在优化加工轨迹的基础上,通过调整伺服系统的前馈参数,改善了进给轴的响应能力,减小了因驱动质量和阻尼而产生的跟踪误差。口径为800μm、深度为26.7μm的微透镜阵列的加工实验表明:采用优化的刀具轨迹和伺服参数,微透镜加工效率可以达到8Hz,进给轴跟踪误差小于300nm,并消除了微透镜阵列的表面振纹。微透镜单元口径尺寸精度为设计值的1.075%,随机检测50组,口径尺寸变化范围控制在2μm内,表明微透镜具有良好的尺寸一致性。实验结果表明,加工轨迹的分段设计方法和伺服参数优化可有效抑制进给轴的振动,改善了微透镜阵列表面质量。

主 题 词：微透镜 轨迹优化 慢刀伺服 辊筒模具 超精密加工 

学科分类：08[工学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/OPE.20192701.0146

馆 藏 号：203458941...