微小型结构件显微图像边缘的自动识别

由于作者在前一段工作中提出的基于工艺匹配的显微图像边缘提取算法(MPTM-MIED)无法适应微小构件的实时自动检测,本文利用BP神经网络技术重新设计实现了MPTM-MIED,并提出了一种新的自动提取显微图像边缘的方法(AMIED)。为了验证该方法的有效性,利用AMIED对4种工艺实现的微小型结构件显微图像的边缘进行了提取,并对线切割工艺零件的尺寸进行了测量。边缘提取的分析结果表明:AMIED提取出的显微图像边缘与MPTM-MIED提取出的基本一致;与常用的边缘检测算法相比,AMIED提取出的显微图像的边缘线形连接程度较好。测量尺寸的分析结果表明:MPTM-MIED和AMIED测量的尺寸基本相同,比Canny法测量得到的结果更接近万能工具显微镜测得的尺寸。由于在测量过程中不再需要手工选取边缘过渡区域,提出的方法极大地提高了检测速度,可用于实时自动测量微小型零件的尺寸。

微小型结构件的微细切削技术

高深宽比微小型结构件是微小型系统的重要组成部分。微细切削技术是面向金属与合金等非硅材料微小型结构件精密加工需求的关键技术。本文结合微小型结构件的特点和加工需求,分析了微细切削的主要形式、适用范围和技术体系。在此基础上讨论了微细切削在加工材料、三维加工能力等方面的技术优势,以及在加工精度和批量生产能力等方面的局限性。认为微机电引信和微惯性器件将是微细切削的主要应用方向。

基于车铣复合加工的微小型结构件工艺研究

随着产品小型化、微型化的发展趋势,微小型零件尤其是微小型结构件的需求越来越广泛,微小型复杂、异形、高强度、多尺度金属结构件对加工提出了更高要求,基于车铣复合加工的微细切削技术在加工微小型结构件方面有独特优势。首先对微小型结构件的工艺特征进行了总结和分析,指出微小型结构件加工机床的工艺特点,然后介绍了微小型车铣加工中心的结构布局和工艺能力,并对典型微小型结构件的加工工艺进行了试验研究,结果表明:基于微小型车铣加工中心,采用车、铣、钻、车铣复合工艺加工微小型结构件,能够一次装夹定位实现完整加工,提高了加工精度和加工效率,通过快速调整加工工艺,能够实现微小型结构件的柔性加工,是一种高效实用的加工方法。

基于不同加工工艺的微小型结构件边缘识别

针对不同加工工艺微小型结构件的不同边缘特征,提出了一种基于工艺匹配思想的微小型结构件边缘识别算法.该算法通过计算有效平均梯度,提取不同加工工艺微小型结构件的边缘过渡区,建立边缘过渡区的多项式回归模型,求导确定边缘点精确位置.通过对4种常用微细加工工艺建模分析可以看出,加工工艺对微小型结构件边缘区域影响较大,边缘精确识别时应加入工艺匹配的思想.该算法考虑了实际加工工艺的影响,算法上加入统计学方法,通过建立过渡区数学模型,使边缘检测结果达到亚像素级.

基于工艺匹配的微小型结构件边缘检测方法

为提高显微视觉检测的精度,指出微小型结构件的视觉检测过程中应当遵循工艺匹配原则,提出一种基于工艺匹配的边缘检测方法:对不同工艺工件的边缘过渡区进行提取,建立边缘过渡区的数学模型,从模型中确定边缘点精确位置.对不同工艺样件的实验结果表明,该算法考虑了实际加工特性的影响,通过建立过渡区数学模型使边缘检测结果达到亚像素级,而且识别的边缘连续,能进一步满足精密测量的需要.

一种新的微小型结构件显微图像边缘检测方法

针对目前大多显微图像边缘识别算法的边缘精确识别精度低等问题,提出一种基于工艺匹配思想的微小型结构件边缘识别算法。对不同工艺微小型结构件显微图像进行分析,通过提取不同加工工艺微小型结构件的边缘过渡区,建立边缘过渡区的数学模型,从数学模型中确定边缘点精确位置。建立基于显微视觉检测的边缘图像分形评价模型,分析同类工艺方法边缘图像的相似程度,并以实例进行实验验证。实验结果表明:该方法具有普遍适用性,且边缘检测精度高,能进一步满足精密测量的需要。

基于视觉对准的非硅MEMS微小型结构件微装配系统

为满足非硅MEMS微小型结构件的高精度柔性装配需求,设计一种基于正交光路分时成像视觉对准的机器人串行微装配系统。介绍目前微小型结构、非硅MEMS和机器人微装配系统的发展概况,给出其总体结构组成及典型装配过程,重点分析视觉对准系统摄像机标定方法,对标定误差进行分析,最后对装配系统进行非硅MEMS典型零件装配实验分析。结果表明:所设计的装配系统视觉系统检测精度≤5.5μm,能满足一般精度的非硅MEMS微小型结构件装配要求。

基于激光多普勒的引信微小型结构件振动测试

针对传统振动测试方法不能实现可视化振动测试且测试周期长的问题,提出了基于激光多普勒原理的引信微小型结构件振动测试方法。该方法根据引信微小型结构件振动模型和服役环境振动频率的特征,通过一定范围的扫频振动信号和基于激光多普勒原理的测试系统,在一个较短的测试周期内完成对引信微小型结构件在运输、发射、飞行这三个环境下的振动测试,可以快速得到其振动速度和振动位移等参数并且能够实时观测被测物体的模态变化情况。仿真验证表明:利用基于激光多普勒原理的振动测试方法对引信微小型结构件进行快速、可视化振动测试是可行的。

基于均匀化理论的微小型柔性结构拓扑优化的敏度分析

介绍微小型柔性结构在ＭＥＭＳ中的应用前景及连续体结构拓扑优化的一般方法。在此基础上探讨利用均匀化理论、有限元及伴随变量法计算连续体结构拓扑优化敏度响应的方法，并取得较为理想的数值计算结果。

集成微力检测与反馈的双晶片微夹持器

微夹持器广泛应用于微装配、生物、医疗等领域。目前复杂武器装备生产中的微小型结构件及系统的夹持和装配还是依靠现场工作人员的经验决定,因此,有必要对微夹持器进行研究。以双晶片微夹持器为例,针对复杂三维微小型结构件及系统,提出了集成微力检测与反馈的组合式微夹持技术并研制了相应的微夹持器;阐述了微力检测与反馈的基本原理,搭建了面向双晶片压电陶瓷微夹持器的基于半导体应变片的微力检测与反馈电路。通过夹持实验实现了微力信号的测量与检测,为夹持、移动和装配过程中的微力测量提供了条件。

微细切削刀具的特征及其制备技术

结合微细切削的特征,分析了微细切削对刀具的基本要求,介绍了适用于微细切削的刀具材料、微细刀具设计要点以及精密微细磨削、电火花线电极磨削、聚焦离子束溅射等微细刀具制备工艺。