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技術(shù)文章
核心激光切割技術(shù)中的CCD激光切割機(jī)
點(diǎn)擊次數(shù)：327 發(fā)布時(shí)間：2013-7-10
zui近十年，激光切割機(jī)上微裝配技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。比如，日本通產(chǎn)省機(jī)械技術(shù)研究所與大阪大學(xué)合作在研制雙指微操作機(jī)器人基礎(chǔ)上增加光學(xué)顯微鏡，通過(guò)CCD攝像機(jī)獲得指尖和微操作物體的平面位置信息，因而組成了一款激光切割機(jī)專有的攝像定位激光切割機(jī)，將這一信息傳給控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞的自動(dòng)化操作。此外還構(gòu)建了顯微鏡的自動(dòng)聚焦裝置，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。
激光切割機(jī)的微觀系統(tǒng)完成了直徑2um的玻璃球的抓取和在任意位置的放置操作實(shí)驗(yàn)：東京大學(xué)研制了納米機(jī)器人系統(tǒng)的納米手眼系統(tǒng)，該系統(tǒng)由實(shí)時(shí)視覺(jué)跟蹤處理器、實(shí)時(shí)圖像處理器、掃描電子顯微鏡（SEM）、光學(xué)顯微鏡和主從操作手梅成.SEM作為主監(jiān)視器對(duì)主從機(jī)械手平面信息進(jìn)行跟蹤測(cè)量，光學(xué)顯微鏡作為從監(jiān)視器對(duì)垂直方向的深度信息進(jìn)行監(jiān)視。在納米手眼系統(tǒng)幫助下，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了直徑lOum的微粒子擺放操作和3um寬直線刻線工作。岡山大學(xué)以細(xì)胞操作為目標(biāo)，以2mm直徑的種子為試驗(yàn)操作對(duì)象，以0.6mm直徑，20mm長(zhǎng)的細(xì)針作為操作工具進(jìn)行細(xì)胞微操作的模擬試驗(yàn)。體式顯微鏡外接兩個(gè)CCD攝像機(jī)構(gòu)吱視覺(jué)監(jiān)視系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)細(xì)針針尖的三維位置信息進(jìn)行觀察和測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了攝像定位激光切割機(jī)在三維應(yīng)用上的新領(lǐng)域。
如何將不同材料、不同工藝加工的微器件組合裝配成激光切割機(jī)能夠完成某一功能的微型激光切割機(jī)系統(tǒng)（例如微小型的藥物泵、傳感器、光傳輸器件等），是微制造業(yè)遇到的新問(wèn)題，也是重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
由于技術(shù)上的原因，如微激光切割機(jī)機(jī)電系統(tǒng)中可能有運(yùn)動(dòng)部件，需要采用各種不同的材料、不同的加工方法等，在單片上實(shí)現(xiàn)各種功能往往是不可能的，即使能做到，由于生產(chǎn)數(shù)量有限，費(fèi)用昂貴，也不可取。各種微型功能元件zui后只有通過(guò)裝配才能形成微激光切割機(jī)機(jī)電系統(tǒng)，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)同宏觀世界的也需要微裝配作為橋梁。微機(jī)電系統(tǒng)的研究迫切需要微裝配技術(shù)發(fā)展的支持，微裝配在微技術(shù)研究中占有重要的地位。
微型裝配自動(dòng)化是制約微制造發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，只有實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、批量化的微型裝配，大幅度降低制造成本，才可以讓各種微系統(tǒng)產(chǎn)品走出實(shí)驗(yàn)室。
激光切割機(jī)的微觀系統(tǒng)完成了直徑2um的玻璃球的抓取和在任意位置的放置操作實(shí)驗(yàn)：東京大學(xué)研制了納米機(jī)器人系統(tǒng)的納米手眼系統(tǒng)，該系統(tǒng)由實(shí)時(shí)視覺(jué)跟蹤處理器、實(shí)時(shí)圖像處理器、掃描電子顯微鏡（SEM）、光學(xué)顯微鏡和主從操作手梅成.SEM作為主監(jiān)視器對(duì)主從機(jī)械手平面信息進(jìn)行跟蹤測(cè)量，光學(xué)顯微鏡作為從監(jiān)視器對(duì)垂直方向的深度信息進(jìn)行監(jiān)視。在納米手眼系統(tǒng)幫助下，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了直徑lOum的微粒子擺放操作和3um寬直線刻線工作。岡山大學(xué)以細(xì)胞操作為目標(biāo)，以2mm直徑的種子為試驗(yàn)操作對(duì)象，以0.6mm直徑，20mm長(zhǎng)的細(xì)針作為操作工具進(jìn)行細(xì)胞微操作的模擬試驗(yàn)。體式顯微鏡外接兩個(gè)CCD攝像機(jī)構(gòu)吱視覺(jué)監(jiān)視系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)細(xì)針針尖的三維位置信息進(jìn)行觀察和測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了攝像定位激光切割機(jī)在三維應(yīng)用上的新領(lǐng)域。
如何將不同材料、不同工藝加工的微器件組合裝配成激光切割機(jī)能夠完成某一功能的微型激光切割機(jī)系統(tǒng)（例如微小型的藥物泵、傳感器、光傳輸器件等），是微制造業(yè)遇到的新問(wèn)題，也是重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。
由于技術(shù)上的原因，如微激光切割機(jī)機(jī)電系統(tǒng)中可能有運(yùn)動(dòng)部件，需要采用各種不同的材料、不同的加工方法等，在單片上實(shí)現(xiàn)各種功能往往是不可能的，即使能做到，由于生產(chǎn)數(shù)量有限，費(fèi)用昂貴，也不可取。各種微型功能元件zui后只有通過(guò)裝配才能形成微激光切割機(jī)機(jī)電系統(tǒng)，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)微機(jī)電系統(tǒng)同宏觀世界的也需要微裝配作為橋梁。微機(jī)電系統(tǒng)的研究迫切需要微裝配技術(shù)發(fā)展的支持，微裝配在微技術(shù)研究中占有重要的地位。
微型裝配自動(dòng)化是制約微制造發(fā)展的瓶頸問(wèn)題，只有實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、批量化的微型裝配，大幅度降低制造成本，才可以讓各種微系統(tǒng)產(chǎn)品走出實(shí)驗(yàn)室。