CCD傳感器實時檢測技術在微細電火花加工機床上應用的優勢

摘要：CCD傳感器實時檢測系統是一套基于光電檢測技術的質量監測儀器，可用于實時觀測和測量被加工工件，特別適合安裝應用于微細電火花加工機床。此系統利用CCD(Charge-Couple Device)傳感器對工件進行非接觸式測量，提高了微細電火花加工機床的工作效率和質量。此文對這一系統進行討論，分析了其特點和優越性。
關鍵詞：CCD傳感器；細微電火花加工機床；實時傳感

目前，精密加工技術已經被廣泛用于各個領域，如微米量級的機械零器件，微機電系統，生物醫藥器械，以及光電設備。與此同時，先進的檢測技術也是精密加工過程中重要的一個環節。為了控制被加工工件的精度，提高工作效率，通常微細電火花機床在加工完后會用電極絲觸碰法進行檢測采集數據，但這種方法會影響工件表面質量，僅適用于對加工表面粗糙度要求不高的情況。為了避免在測量過程中磨損工件表面，一般會使用非接觸式檢測設備，這就需要將工件取下后挪送到其他設備上采集所需數據，延長了加工時間。因此，為了提高監測效率，優化檢測設備，一套可被安裝在電火花機床上，利用CCD傳感器進行非接觸式快速測量的系統被使用。文中介紹了此系統的基本性能，并詳述了其兩大優勢；測量性能穩定，精確度高。

1 CCD傳感器實時檢測系統
CCD傳感器實時檢測系統是一款基于光學檢測原理的系統，不光可以用于在線觀測被加工工件表面情況，還能用來測量工件的精度，特別適用于電火花加工機床。此系統的獨特之處還在于加工完工件后，能馬上進行測量。這種檢測方式克服了微米量級工件可視范圍小檢測難度大的問題。圖1中被安裝在線切割電火花加工機床上的即為此系統。圖1(a)為瑞士阿奇夏米爾公司的AgieCharmilles CUT 1000。圖1(b)中1號框內是CCD傳感器，也是整個檢測系統中重要的組成部分之一。當電蝕過程結束并且電解質(如去離子水和油)被清理干凈后，這一設備將會自動尋找到被測對象位置并移動到此對象的上方。然后為了尋找到在Z軸上合適的位置，一個名為“Autofocus”的程序將會被自動運行以用來調整此成像器件與工件表面的最佳距離。測量過程中成像器件將會通過拍照的方式將工件表面情況傳送給負責數據分析的電腦，所有被傳送過來的圖片經過統計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，不規則切割邊緣形狀的掃描等數據。

這個系統的兩大主要功能為：觀察，檢測。觀察被測工件表面主要依靠光學原理將待測部分放大后進行探測對比，也正因為如此工件表面情況能夠在短時間內被收集，即通過操作面板上的顯示屏直接得到。而檢測功能則需要運用空間計量學的知識，來自動或手動分析計算出諸如間距，半徑或輪廓掃描等信息。