[发明专利]工件及在其上加工特征的方法、复制母版及其形成的透镜

说明书

本发明涉及一种工件、沿弯曲刀具路径在工件上机械加工特征的方法、复制母版以及应用该复制母版形成的透镜。所述工件包括特征的阵列，该特征是在改变刀具台面相对于工件的旋转角度以在刀具台面及其与工件之间沿弯曲刀具路径的相对平移运动之间维持恒定角度的同时被刻划的。所述母版包括表面上的多个特征，其中的至少一个是在改变刀具台面相对于复制母版的旋转角度以在刀具台面及其与复制母版之间沿弯曲刀具路径的相对平移运动之间维持恒定角度的同时被刻划的。所述方法包括：控制刀具台面与工件之间沿弯曲刀具路径的相对平移运动；控制刀具台面相对于工件的对应旋转角度；以及将刀具台面转位到多个定位坐标处以将阵列中的多个特征加工到工件上。

分案申请

本申请是申请号为200980145025.8的中国专利申请的分案申请，上述申请的申请日为2009年9月18日，发明名称为“用于对材料进行机械加工的系统和方法”。

相关申请的交叉引用

本发明要求2008年9月18日提交的名称为“Systems and Methods for MachiningMaterials”的美国临时专利申请No.61/098,065的优先权，该美国临时专利申请在此以参考的方式并入。

背景技术

已知用于机械加工各种材料的许多系统和方法。可编程计算机控制已与机械加工刀具结合使用，以提高机械加工过程的效率(诸如通过减少所包括的熟练劳动力的量)和提高产生的工件上的机械加工特征的尺寸精度或期望的特性。用于机械加工材料的各种方法具有其特有的长处和弱点，并因此可最好地以单独的或以组合的方式适合于一种应用但不太适合于另一种应用。存在对用于机械加工材料的有效率且有效果的系统和方法的需求。

发明内容

本发明的实施例提供用于机械加工材料的系统和方法。在一个实施例中，一种用于机械加工材料的方法包括：控制刀具台面(tool table)与工件之间沿弯曲刀具路径的相对平移运动；和控制刀具台面相对于工件的对应旋转角度，以在刀具台面和所述刀具台面与所述工件之间沿所述弯曲刀具路径的对应相对平移运动之间维持大致恒定的角度。另一实施例包括控制刀具台面沿弯曲刀具路径的动态进给速率，以大致维持刀具台面相对于工件的目标向心加速度。一种用于将期望的特征刻划到工件的方法的一个实施例可利用这种CNC机械加工设备实现，以便从工件去除材料，并从而形成具有高质量(例如其中减少在表面上产生的不是设计部分的刀具痕迹)的表面的期望的特征。另外，使用这种刻划方法的实施例可产生机械加工废料连续的或大致连续的切屑，以使工件的清洁比采用诸如微铣削的方法容易，该诸如微铣削的方法产生可能难以从完成的工件表面去除的许多较小的废料切屑。有些实施例另外的益处是用于刻划(scribe)过程的刀具的切削刃与被机械加工的工件之间较低的相对速度(当与微铣削过程相比较时)，这能降低在切屑形成期间产生的必须通过热耗散的动能。这种由刻划过程产生的热的减少能降低刀具磨损的速率。

根据本发明的一个方面，提供了一种工件，其包括：特征的阵列，所述特征是在改变刀具台面相对于工件的旋转角度以在刀具台面和所述刀具台面与工件之间沿弯曲刀具路径的对应相对平移运动之间维持大致恒定的角度的同时被刻划的。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于沿弯曲刀具路径在工件上机械加工特征的方法，包括：控制刀具台面与工件之间沿弯曲刀具路径的相对平移运动，包括：控制刀具台面沿弯曲刀具路径的动态进给速率，以大致维持刀具台面相对于工件的目标向心加速度；控制刀具台面相对于工件的对应旋转角度，以在刀具台面和所述刀具台面与工件之间沿弯曲刀具路径的对应相对平移运动之间维持大致恒定的角度；以及将刀具台面转位到多个定位坐标处，以便将阵列中的多个特征机械加工到工件上。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于在透镜阵列的生产中使用的复制母版，其包括：表面，所述表面包括在所述表面上的多个特征，其中，所述多个特征中的至少一个特征是在改变刀具台面相对于所述复制母版的旋转角度、以在刀具台面和所述刀具台面与复制母版之间沿弯曲刀具路径的对应相对平移运动之间维持大致恒定的角度的同时被刻划的。