微透鏡陣列被廣泛應(yīng)用于軍用及民用領(lǐng)域的許多新型光學(xué)系統(tǒng)中,其結(jié)構(gòu)尺寸為微米級(jí),加工精度要求高。為了培養(yǎng)機(jī)械類(lèi)學(xué)生的工程實(shí)踐能力及動(dòng)手能力,基于廣東省微納加工技術(shù)與裝備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的微結(jié)構(gòu)微沖壓機(jī)床,探討了其工藝過(guò)程及原理,學(xué)生通過(guò)掌握微沖壓機(jī)床的工作原理、加工技術(shù),設(shè)計(jì)加工工件參數(shù)及實(shí)驗(yàn)方法,在模具鋼上加工微米級(jí)的微透鏡陣列,并用在位測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量其加工精度。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生掌握機(jī)械領(lǐng)域的先進(jìn)知識(shí),鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力、設(shè)計(jì)能力。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(12)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)加工結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的在位測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行精度測(cè)量，該系統(tǒng)已與Bruker公司的白光干涉儀進(jìn)行精度對(duì)比，可以達(dá)到檢測(cè)精度要求。測(cè)量系統(tǒng)的硬件由同軸藍(lán)色點(diǎn)光源、CCD、鏡頭、工控機(jī)和CCD微調(diào)裝置等組成。在VS2010和MFC的編譯環(huán)境中，對(duì)halcon中圖像處理和邊緣檢測(cè)的程序進(jìn)行封裝，可以進(jìn)行讀入圖像和圖像處理操作[13-14]。測(cè)量系統(tǒng)的界面及圖像獲取如圖4所示，測(cè)量輸出結(jié)果如圖5所示。圖5(a)為白光干涉儀測(cè)量的微透鏡陣列三維形貌，圖5(b)為在位測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量的微透鏡陣列尺寸精度圖。由圖5可知，實(shí)驗(yàn)加工的微透鏡陣列開(kāi)口直徑和間距精度均在亞微米級(jí)，達(dá)到了設(shè)計(jì)精度。3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力的重要手段，超精密加工[15-16]是機(jī)械學(xué)科重要研究方向，并且日益受到重視。本文基于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的超精密微透鏡陣列加工機(jī)床，設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，并且可使學(xué)生設(shè)計(jì)陣列參數(shù)、調(diào)試設(shè)備的控制參數(shù)及加工參數(shù)，加工不同陣列。鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。本文分析了機(jī)床的結(jié)構(gòu)及加工原理，設(shè)計(jì)了微透鏡陣列的加工參數(shù)，在高硬度、高耐磨性的模具鋼上加工了開(kāi)口直徑為46μm、間距為100μm的微透鏡陣列，利用在位測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果表明該機(jī)床可以加工亞微米級(jí)的微透鏡陣列，可以滿足加工和實(shí)驗(yàn)的要求。

【參考文獻(xiàn)】：
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