科技的发展带动现代仪器朝着光、机、电一体化的微结构趋势发展,透镜作为一种重要的光学元件在民用和军用工业领域都有着广泛的应用。用于高精密仪器设备中的透镜不仅要有优越的光学性能,而且也要有微型化和高集成化的结构,因此透镜微结构中的代表——透镜阵列便应运而生。随着对透镜阵列的应用要求不断提高,传统透镜的加工方法已经很难适用于透镜阵列的加工,因此国内外将目光投向了新的超精密加工方法。其中,基于快刀伺服技术(FTS)的复杂微结构加工具有高频响、高定位精度和高加工精度等突出优点,已然成为微车削加工的主流技术之一。目前,国外许多国家已经成功运用该项技术加工出了高精度的透镜阵列元件,相关产品已应用于工业领域,而国内对该技术的研究起步较晚,对于核心基础技术研究匮乏,加工后的产品质量存在明显差距。基于此,本文研究了基于FTS的透镜阵列加工技术及加工装置,主要内容如下：1.快刀伺服进给机构的设计：首先对快刀伺服进给机构的驱动方式、导向机构进行了选择；接着设计了快刀伺服进给机构的机械结构,并确定了导向机构的基本尺寸；最后通过对柔性铰链的系统仿真设计和校核确定了其最终尺寸,完成了快刀伺服进给机构的整体结构设计。2.透镜阵列加工方法与加工形貌仿真研究：以典型的四球冠凸透镜阵列为研究对象,结合车削过程中刀具的螺旋式进给运动方式,提出了透镜阵列面形生成原理和坐标计算的方法；对加工中的形貌仿真原理进行了分析,讨论了主要加工参数对加工结果的影响,编写了加工形貌仿真程序来模拟加工过程,通过仿真结果验证了主要加工参数对加工结果的影响。3.构建了2轴加工实验平台：设计了2轴平台的机械系统并进行了实物加工,设计了基于运动控制器的开放式数控系统,对系统进行了电气设计选型。4.平台调试及系统实验研究：对加工平台的移动轴和主轴进行了定位精度测试；对快刀伺服进给机构进行了定位精度、重复定位精度、方波响应以及正弦波响应测试；进行了4组加工实验,实验结果验证了整个加工系统的可行性,同时指出了加工平台软硬件提升的方向。