随着科学技术的不断发展,人类逐渐开始向大自然进行更深入的学习,仿生学就是一个典型的例子。微透镜阵列成像系统就是模仿自然界中昆虫的复眼成像原理而被人们提出的一种微光学成像系统。但是,微型零件的加工一直以来都是对现有科学技术的挑战,现有的加工方法一般分为特种加工工艺和超精密机械加工工艺,在尺寸精度方面,超精密加工具有天然的优势,本文采用三轴联动展成式超精密磨削方法,可实现单晶锗平面矩形微透镜阵列的高精度磨削。本文建立了磨粒运动学模型,对磨粒运动轨迹进行了分析,砂轮转速和工件转速将对工件表面的形貌产生主要影响。当砂轮转速与工件转速比值较大时,工件表面将形成放射状形貌。根据平面矩形微透镜阵列特点提出了一种分度式磨削轨迹规划方案,该方案可减少加工程序编写的工作量,缩短加工时间。利用单因素磨削实验确定了磨削工艺参数,单因素实验结果显示,当砂轮转速一定时,工件转速取值越低,工件表面粗糙度越小。实现了9×9平面微透镜阵列的磨削,通过白光干涉仪检测得到的透镜单元表面粗糙度在5nm~20nm之间。利用自行搭建的透镜单元深度测量平台对透镜单元深度进行了在位测量,得到了微透镜阵列单元矢高值,矢高设计值为4.8μm,加工的微透镜阵列单元矢高均值为4.51μm,方差为13.4。分析了影响尺寸一致性的主要因素,造成透镜单元尺寸不一致的主要原因是砂轮的磨损。