关朝亮，刘俊峰，李 飞，王贵林

(1. 国防科技大学 智能科学学院， 湖南 长沙 410073； 2. 湖南航天环宇通信科技股份有限公司， 湖南 长沙 410205)

微透镜阵列、辊子表面微结构、衍射元件和全息透镜等新型微光学元件在光学薄膜、原子光学、异形靶以及通信与显示设备等领域的应用需求越来越大，这些零件表面轮廓大多为非对称的复杂面形且精度要求高，模仿形加工、研磨抛光等传统加工方法加工精度低且难以满足技术指标，更难以在曲面上制作混合光学元件；而刻蚀、激光束直写、LIGA(lithographie galvanoformung abformung)等现代加工技术对设备和材料要求高，加工一致性较差且刻蚀图形边缘不清晰，同时会对环境造成一定的污染[1]。

目前，基于超精密车削技术衍生的飞刀切、慢刀伺服和快刀伺服(Fast Tool Servo, FTS)是加工微结构阵列的主要技术，其中FTS加工的机床系统主要控制主轴和刀具进给轴运动，FTS控制系统独立于机床控制系统，各轴运动相对独立，使用条件门槛低[2]，且一次加工便可获得很高的尺寸精度和形状精度，加工效率和柔性化程度高，经济效益明显，是目前最常见的微结构阵列加工技术[1]。

国内外学者针对FTS加工技术进行了大量的研究。21世纪初，美国哥伦比亚大学的Altintas等研制的FTS系统采用压电陶瓷作为驱动器并设计了刚度为23 N/μm的柔性铰链，在普通计算机数控(Computerized Numerical Control, CNC)车床上实现了轴的精密加工[3-4]。McCall等研制了频响为1 000 Hz的FTS系统，结合Nanoform 350超精密车床在不同材料圆柱面上进行了各种微结构加工，PV值可达30 μm[5-6]。新加坡国立大学机械工程系针对金刚石车削FTS系统加工微结构提出切削力线性误差表面分析模型，并通过轮廓误差补偿将微结构表面加工进度提升至1 μm[7-8]。……