CCD传感器实时检测技术在微细电火花加工机床上应用的优势
摘要：CCD传感器实时检测系统是一套基于光电检测技术的质量监测仪器，可用于实时观测和测量被加工工件，特别适合安装应用于微细电火花加工机床。此系统利用CCD(Charge-Couple Device)传感器对工件进行非接触式测量，提高了微细电火花加工机床的工作效率和质量。此文对这一系统进行讨论，分析了其特点和优越性。
关键词：CCD传感器；细微电火花加工机床；实时传感
目前，精密加工技术已经被广泛用于各个领域，如微米量级的机械零器件，微机电系统，生物医药器械，以及光电设备。与此同时，先进的检测技术也是精密加工过程中重要的一个环节。为了控制被加工工件的精度，提高工作效率，通常微细电火花机床在加工完后会用电极丝触碰法进行检测采集数据，但这种方法会影响工件表面质量，仅适用于对加工表面粗糙度要求不高的情况。为了避免在测量过程中磨损工件表面，一般会使用非接触式检测设备，这就需要将工件取下后挪送到其他设备上采集所需数据，延长了加工时间。因此，为了提高监测效率，优化检测设备，一套可被安装在电火花机床上，利用CCD传感器进行非接触式快速测量的系统被使用。文中介绍了此系统的基本性能，并详述了其两大优势；测量性能稳定，精确度高。
1 CCD传感器实时检测系统
CCD传感器实时检测系统是一款基于光学检测原理的系统，不光可以用于在线观测被加工工件表面情况，还能用来测量工件的精度，特别适用于电火花加工机床。此系统的独特之处还在于加工完工件后，能马上进行测量。这种检测方式克服了微米量级工件可视范围小检测难度大的问题。图1中被安装在线切割电火花加工机床上的即为此系统。图1(a)为瑞士阿奇夏米尔公司的AgieCharmilles CUT 1000。图1(b)中1号框内是CCD传感器，也是整个检测系统中重要的组成部分之一。当电蚀过程结束并且电解质(如去离子水和油)被清理干净后，这一设备将会自动寻找到被测对象位置并移动到此对象的上方。然后为了寻找到在Z轴上合适的位置，一个名为“Autofocus”的程序将会被自动运行以用来调整此成像器件与工件表面的最佳距离。测量过程中成像器件将会通过拍照的方式将工件表面情况传送给负责数据分析的电脑，所有被传送过来的图片经过统计分析后可得到如圆孔直径，圆孔中心位置，半弧的直径和中心位置，两平行边之间的间距，不规则切割边缘形状的扫描等数据。
这个系统的两大主要功能为：观察，检测。观察被测工件表面主要依靠光学原理将待测部分放大后进行探测对比，也正因为如此工件表面情况能够在短时间内被收集，即通过操作面板上的显示屏直接得到。而检测功能则需要运用空间计量学的知识，来自动或手动分析计算出诸如间距，半径或轮廓扫描等信息。
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