CCD傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)在微細(xì)電火花加工機(jī)床上應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

摘要：CCD傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)是一套基于光電檢測(cè)技術(shù)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器，可用于實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)和測(cè)量被加工工件，特別適合安裝應(yīng)用于微細(xì)電火花加工機(jī)床。此系統(tǒng)利用CCD(Charge-Couple Device)傳感器對(duì)工件進(jìn)行非接觸式測(cè)量，提高了微細(xì)電火花加工機(jī)床的工作效率和質(zhì)量。此文對(duì)這一系統(tǒng)進(jìn)行討論，分析了其特點(diǎn)和優(yōu)越性。
關(guān)鍵詞：CCD傳感器；細(xì)微電火花加工機(jī)床；實(shí)時(shí)傳感

目前，精密加工技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域，如微米量級(jí)的機(jī)械零器件，微機(jī)電系統(tǒng)，生物醫(yī)藥器械，以及光電設(shè)備。與此同時(shí)，先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)也是精密加工過(guò)程中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了控制被加工工件的精度，提高工作效率，通常微細(xì)電火花機(jī)床在加工完后會(huì)用電極絲觸碰法進(jìn)行檢測(cè)采集數(shù)據(jù)，但這種方法會(huì)影響工件表面質(zhì)量，僅適用于對(duì)加工表面粗糙度要求不高的情況。為了避免在測(cè)量過(guò)程中磨損工件表面，一般會(huì)使用非接觸式檢測(cè)設(shè)備，這就需要將工件取下后挪送到其他設(shè)備上采集所需數(shù)據(jù)，延長(zhǎng)了加工時(shí)間。因此，為了提高監(jiān)測(cè)效率，優(yōu)化檢測(cè)設(shè)備，一套可被安裝在電火花機(jī)床上，利用CCD傳感器進(jìn)行非接觸式快速測(cè)量的系統(tǒng)被使用。文中介紹了此系統(tǒng)的基本性能，并詳述了其兩大優(yōu)勢(shì)；測(cè)量性能穩(wěn)定，精確度高。

1 CCD傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)
CCD傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)是一款基于光學(xué)檢測(cè)原理的系統(tǒng)，不光可以用于在線(xiàn)觀(guān)測(cè)被加工工件表面情況，還能用來(lái)測(cè)量工件的精度，特別適用于電火花加工機(jī)床。此系統(tǒng)的獨(dú)特之處還在于加工完工件后，能馬上進(jìn)行測(cè)量。這種檢測(cè)方式克服了微米量級(jí)工件可視范圍小檢測(cè)難度大的問(wèn)題。圖1中被安裝在線(xiàn)切割電火花加工機(jī)床上的即為此系統(tǒng)。圖1(a)為瑞士阿奇夏米爾公司的AgieCharmilles CUT 1000。圖1(b)中1號(hào)框內(nèi)是CCD傳感器，也是整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)中重要的組成部分之一。當(dāng)電蝕過(guò)程結(jié)束并且電解質(zhì)(如去離子水和油)被清理干凈后，這一設(shè)備將會(huì)自動(dòng)尋找到被測(cè)對(duì)象位置并移動(dòng)到此對(duì)象的上方。然后為了尋找到在Z軸上合適的位置，一個(gè)名為“Autofocus”的程序?qū)?huì)被自動(dòng)運(yùn)行以用來(lái)調(diào)整此成像器件與工件表面的最佳距離。測(cè)量過(guò)程中成像器件將會(huì)通過(guò)拍照的方式將工件表面情況傳送給負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析的電腦，所有被傳送過(guò)來(lái)的圖片經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后可得到如圓孔直徑，圓孔中心位置，半弧的直徑和中心位置，兩平行邊之間的間距，不規(guī)則切割邊緣形狀的掃描等數(shù)據(jù)。

這個(gè)系統(tǒng)的兩大主要功能為：觀(guān)察，檢測(cè)。觀(guān)察被測(cè)工件表面主要依靠光學(xué)原理將待測(cè)部分放大后進(jìn)行探測(cè)對(duì)比，也正因?yàn)槿绱斯ぜ砻媲闆r能夠在短時(shí)間內(nèi)被收集，即通過(guò)操作面板上的顯示屏直接得到。而檢測(cè)功能則需要運(yùn)用空間計(jì)量學(xué)的知識(shí)，來(lái)自動(dòng)或手動(dòng)分析計(jì)算出諸如間距，半徑或輪廓掃描等信息。