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外文翻译--显微车床的影像反馈控制 中文版.doc

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外文翻译--显微车床的影像反馈控制 中文版.doc

外文资料名称VISUALFEEDBACKCONTROLOFAMICROLATHE外文资料出处SPRINGERLINKCHINAOACNATIONALCONSORTIUM附件1外文资料翻译译文2外文原文指导教师评语签名年月日用外文写1译文显微车床的影像反馈控制广尾岛,克斋藤,周荔波,六月清水,HIROSHIEDA,茨城大学李润铭译关键字显微车床,影像反馈,位置控制摘要近年来显微机械加工技术迅速发展。在这次研究中,显微车床安装了已经发明并得到发展的标准电子组件真空室。首先,通过标注电子图形装置中的CCD电荷耦合装置成像,影像导引显微车床系统得到发展。传统的进给控制只控制XY方向,这种方式直接控制刀具的位置、路径和速度。通过接受各种建议,切削试验成功进行,并证实了显微车床系统的切削效率非常高。1.介绍近年来,生产显微零件的系统要求小型化,显微加工技术发展迅速。探索性研究的水平已经达到分子和原子水平。作为动力源,MENS(显微电子机械系统)在制造显微部分和装置中扮演了主要角色。然而,MENS的基础是影音石板技术,因而可以应用像硅晶体这类有限的材料。为了满足电子和光学应用的显微化要求,选择显微加工技术的从三维方向控制加工多种材料是必须得。显微机械制造系统(M4)较容易满足多种材料的各项要求,而且应用最小精度方法达到高的重复性和精度。然而M4实际执行中遇到很多科学技术障碍,其中之一是平面化学影响。当加工部分达到显微尺寸,发现表面2变化率倍数增加,生产的部分与传统加工的零件差不多。另外一个问题是引导动作和位置控制,传感器立即测量刀具和工件的相对位移的能力还没有实现。在这项研究中,显微车床安装运行了已经发明并得到发展的标准电子组件真空室。图1表明显微车床的发展过程。在这种有氧情况下,切削实验证实表面化学反应对显微零件的影响。然而,因为显微车床的尺寸很小,它的刚度也低。传统的只控制XY轴的方法不能精确控制车刀位置,因而,影像反馈控制方法被提出。通过SEM(显微电子扫描器)形成的图像通过CCD数字化为8进制灰度图像。因为每个像素包含2维信息,因而这个影像系统提供了一个直角坐标来描述物体。像素坐标不受机械误差影响,并且直接测量刀具和工件的相对位置。这个方法随着显微放大倍数和电子耦合像素的数目应用越来越多。在这项研究中,影像控制配置被提出并且应用到刀具运动进给控制。不同于只控制XY方向的传统刀具进给控制,这个配置直接控制刀尖的位置、路径和速度。首先,影像引导显微车床系统的CCD取代SEM图像。2系统的看法图2是显微车床系统发展过程的方块图,它包含三个主要模块驱动显微车床动力模块,产生图像的感应模块和执行进给的执行模块。每个模块有不同的功能,驱动模块是核心部分,执行切削操作。感应模块从CCD导出图像,获得刀具和工件的位置。另一个任务是处理图像和控制进给,这是由执行系统执行的。图1的上部显示执行模块的全部外观。表1显示系统的规格。驱动模块还结合一个XZ方向上的金刚石车刀,感应模块包含一个高强度的电荷耦合图像装置。通过感应模块,工作部分的外观不仅在监控器上显示提供信息给操作员,还转换为数字信号给下一工序。3在图2的流程图显示,金刚石车刀由影像反馈进给控制。感应模块首先通过比较捕获的影像信息和输入信息确定刀具和工件的位置。符合的刀具和工件的相对位置,刀具路径和速度就计算出来并转换适当的脉冲。3驱动模块右边的图3显示了显微车床的发展。这个车床包含连接直流电控制的套爪卡盘的主轴,中心的调整装置,应用压电激励器和XZ平面装置,控制X方向上的深度和Z轴进给。XZ平面装置通过惯性变化驱动,它由压电激励器和直线引导器组成。图3的左部是XZ平面装置。XZ平面装置精确驱动刀具位置,驱动XZ平面装置的重要点是控制主动机械运动方向,距离和速度。图4显示锯齿波形的惯性变化的机构,运动方向由图4显示的锯齿波形刀刃的上升/延伸决定的。例如,向右()的机构解释如下,电压逐渐升高,压电激励器在(1)处延伸最大。激励器因为电压迅速下降而在(2)处收缩。压电激励器受摩擦的那面是小变化,这是电压在(3)处逐渐升高。激励器在(4)处又延伸了,并接近右侧。如果给相反的脉冲,激励器同样像左延伸。其次,描述机构的速度控制。图5显示,速率与脉冲的频率和电压成比例。最后,脉冲的数目决定运动距离,因为80V或40V范围内每个脉冲代表500ΜM。4感应模块

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