外文翻譯--顯微車床的影像反饋控制 中文版.doc

外文資料名稱：VisualFeedbackControlofaMicroLathe外文資料出處：SpringerLinkChinaOACNationalConsortium附件：1.外文資料翻譯譯文2.外文原文指導(dǎo)教師評語：簽名：年月日(用外文寫)1譯文：顯微車床的影像反饋控制廣尾島，克齋藤，周荔波，六月清水，HiroshiEDA，茨城大學(xué)李潤銘譯關(guān)鍵字：顯微車床，影像反饋，位置控制摘要：近年來顯微機械加工技術(shù)迅速發(fā)展。在這次研究中，顯微車床安裝了已經(jīng)發(fā)明并得到發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)電子組件真空室。首先，通過標(biāo)注電子圖形裝置中的CCD(電荷耦合裝置)成像，影像導(dǎo)引顯微車床系統(tǒng)得到發(fā)展。傳統(tǒng)的進給控制只控制xy方向，這種方式直接控制刀具的位置、路徑和速度。通過接受各種建議，切削試驗成功進行，并證實了顯微車床系統(tǒng)的切削效率非常高。1介紹近年來，生產(chǎn)顯微零件的系統(tǒng)要求小型化，顯微加工技術(shù)發(fā)展迅速。探索性研究的水平已經(jīng)達到分子和原子水平。作為動力源，MENS（顯微電子機械系統(tǒng)）在制造顯微部分和裝置中扮演了主要角色。然而，MENS的基礎(chǔ)是影音石板技術(shù)，因而可以應(yīng)用像硅晶體這類有限的材料。為了滿足電子和光學(xué)應(yīng)用的顯微化要求，選擇顯微加工技術(shù)的從三維方向控制加工多種材料是必須得。顯微機械制造系統(tǒng)（M4）較容易滿足多種材料的各項要求，而且應(yīng)用最小精度方法達到高的重復(fù)性和精度。然而M4實際執(zhí)行中遇到很多科學(xué)技術(shù)障礙，其中之一是平面化學(xué)影響。當(dāng)加工部分達到顯微尺寸，發(fā)現(xiàn)表面2變化率倍數(shù)增加，生產(chǎn)的部分與傳統(tǒng)加工的零件差不多。另外一個問題是引導(dǎo)動作和位置控制，傳感器立即測量刀具和工件的相對位移的能力還沒有實現(xiàn)。在這項研究中，顯微車床安裝運行了已經(jīng)發(fā)明并得到發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)電子組件真空室。圖1表明顯微車床的發(fā)展過程。在這種有氧情況下，切削實驗證實表面化學(xué)反應(yīng)對顯微零件的影響。然而，因為顯微車床的尺寸很小，它的剛度也低。傳統(tǒng)的只控制xy軸的方法不能精確控制車刀位置，因而，影像反饋控制方法被提出。通過SEM（顯微電子掃描器）形成的圖像通過CCD數(shù)字化為8進制灰度圖像。因為每個像素包含2維信息，因而這個影像系統(tǒng)提供了一個直角坐標(biāo)來描述物體。像素坐標(biāo)不受機械誤差影響，并且直接測量刀具和工件的相對位置。這個方法隨著顯微放大倍數(shù)和電子耦合像素的數(shù)目應(yīng)用越來越多。在這項研究中，影像控制配置被提出并且應(yīng)用到刀具運動進給控制。不同于只控制xy方向的傳統(tǒng)刀具進給控制，這個配置直接控制刀尖的位置、路徑和速度。首先，影像引導(dǎo)顯微車床系統(tǒng)的CCD取代SEM圖像。2.系統(tǒng)的看法圖2是顯微車床系統(tǒng)發(fā)展過程的方塊圖，它包含三個主要模塊：驅(qū)動顯微車床動力模塊，產(chǎn)生圖像的感應(yīng)模塊和執(zhí)行進給的執(zhí)行模塊。每個模塊有不同的功能，驅(qū)動模塊是核心部分，執(zhí)行切削操作。感應(yīng)模塊從CCD導(dǎo)出圖像，獲得刀具和工件的位置。另一個任務(wù)是處理圖像和控制進給，這是由執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的。圖1的上部顯示執(zhí)行模塊的全部外觀。表1顯示系統(tǒng)的規(guī)格。驅(qū)動模塊還結(jié)合一個xz方向上的金剛石車刀，感應(yīng)模塊包含一個高強度的電荷耦合圖像裝置。通過感應(yīng)模塊，工作部分的外觀不僅在監(jiān)控器上顯示提供信息給操作員，還轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號給下一工序。3在圖2的流程圖顯示，金剛石車刀由影像反饋進給控制。感應(yīng)模塊首先通過比較捕獲的影像信息和輸入信息確定刀具和工件的位置。符合的刀具和工件的相對位置，刀具路徑和速度就計算出來并轉(zhuǎn)換適當(dāng)?shù)拿}沖。3.驅(qū)動模塊右邊的圖3顯示了顯微車床的發(fā)展。這個車床包含連接直流電控制的套爪卡盤的主軸，中心的調(diào)整裝置，應(yīng)用壓電激勵器和xz平面裝置，控制x方向上的深度和z軸進給。XZ平面裝置通過慣性變化驅(qū)動，它由壓電激勵器和直線引導(dǎo)器組成。圖3的左部是XZ平面裝置。XZ平面裝置精確驅(qū)動刀具位置，驅(qū)動XZ平面裝置的重要點是控制主動機械運動方向，距離和速度。圖4顯示鋸齒波形的慣性變化的機構(gòu)，運動方向由圖4顯示的鋸齒波形刀刃的上升/延伸決定的。例如，向右（+）的機構(gòu)解釋如下，電壓逐漸升高，壓電激勵器在（1）處延伸最大。激勵器因為電壓迅速下降而在（2）處收縮。壓電激勵器受摩擦的那面是小變化，這是電壓在（3）處逐漸升高。激勵器在（4）處又延伸了，并接近右側(cè)。如果給相反