颤抖自动补偿式微型精密加工仪的设计

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1、第10卷第6期纳米加工工艺Vo1．10No．62013年l2月Nano—processingTechniqueDecember2013颤抖自动补偿式微型精密加工仪的设计郭媛，王娜(齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：设计了一种在精密加工操作中对操作人员及外界非正常颤抖信号进行检测并自动补偿的微型操作仪。仪器结构精巧，具有可拆卸及更换的加工探头，可满足不同精密加工的使用需求。基于经典PID闭环控制和边缘检测原理，采用激光干涉仪对精密加工位置信号进行检测，对干扰信号进行判断并做出相应补偿措施；采用压电陶瓷微电动机PM的逆向运动自动补偿颤抖产生的

2、误差，保证精密加工的可靠性和精确度。实验表明，该微型仪器能自动补偿颤抖干扰信号，精度可达到lIxm，对精密加工的精度提高及误差补偿研究有一定借鉴价值。关键词：颤抖；自动补偿；精密加工；边缘检测DesignofaMiniaturePrecisionMachiningInstrumentwiththeFunctionofTremblingAutoCompensationGUOYuan，WANGNa(DepartmentofComputerandAutomation，QiqiharUniversity，Qiqihar161006，China)Abstract：Amicroope

3、rationinstrumentwiththefunctionsofdetectingtheabnormMtremblingsignalofoperatorsandoutsideworld，andcompensatingthesignalautomaticallyisdesigned．Thestructureoftheinstrumentisingeniouswitharemovableandreplaceableprocessingprobe，andcanbesatisfiedwithdifferentprecisionmachining．tBasingonthepri

4、ncipleofclassicalPIDclosed-loopcontrolandedgedetection，thelaserinterferometerisadoptedtodetectthepositionsignalofprecisionmachining，andcandetecttheinterferencesignalandthusmakethecorrespondingcompensation．ThebackwardmotionofthepiezoelectricceramicmicromotorPMisusedtocompensatetheerorautom

5、aticallyproducedbytremblingwhichcanensurethereliabilityandaccuracyofprocessingmachining．Theexperimentresultsshowthattheinterferencesignalcanbeautomaticallycompensatedwiththeaccuracy1LLmbythemicroinstrument．Therefore，theresearchofaccuracyimprovementanderrorcompensationhascertainreferenceva

6、lue．Keywords：trembilng；aut0maticalcompensation；precisionmachining；edgedetection号：TM359．4文献标识码：A文章编号：1812—1918(2013)06—0006—04O引言收稿日期：2012—09—05精密加工是20世纪60年代为了适应核能、基金项目：国家自然科学基金项目(60672015)，黑龙江省教育厅项N(12521600)，齐齐哈尔大学青年重点基大规模集成电路、激光和航天等尖端技术的需要金项目f2011K一021而发展起来的加工精度和表面质量达到极高程度6第l0卷第6期纳米加工工艺

7、VolJ10No．62013年12月Nano—processingTechniqueDecember20132．2边缘检测功能及采用自动补偿功能分别进行实验，并提取部分记录采样点数据(见表1和表2)及工作曲对数字图像{厂，}的每个像素，记(，线(如图4和图5所示)。y)=+竿oy为图像的梯度，它包含灰度变化信菖1600-．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1500息。记e(，为(x,y)的梯度，用作边缘检l4OO1300测算子。为简化计算，将ex，y)定义为偏导数1200与的绝对值之和e，Y)=，l+，I。1100自动补偿后工作