【精品】先进制造装备 综述.doc

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1、浅谈超精密加工的发展趋势与图像技术的应用（09级机械制造及其自动化先进制造装备综述作业刘荣生2110901017）摘要超精密加工制造技术已经成为当今加工制造技术的发展趋势，超精密加工技术主要是指微米级乃至纳米级的加工技术。早期图像处理技术的应用范閑受到图像处理设备价格昂贵以及处理速度缓慢的影响，仅局限于某些领域；及至70年代后至今，随着理论的发展与集成电路革命造就计算机科技的进步，使得图像处理的应用范围渐广。近年來，集计算机、数码照相和图像处理技术丁一身的计算机数码图像技术，已广泛应用到工业生产的各个领域，是实现生产制造自动化、智能化

2、生产的最有效手段Z-O超精密加工制造技术与图像技术将是今后两三年里的学习方向，所以，超精密加T的发展趋势、图像技术的发展应用是本文着重阐述的内容。关键词超精密加工微纳图像技术图像处理%1.前言在不同的历史阶段，不同的科学技术发展水平下，对超精密加丁•有不同的定义，超精密加丁•是一个相对的概念，它是相对于精密加T而言的，当前普遍认为超精密加工是指加工精度高于0」微米，加工表面粗糙度小于Ra0.02微米的加工方法。超精密加工通常包括超精密切削（车削、铳削、刻划等）、超精密磨削、超精密研磨和抛光等，另外广义的超微细加：X、纳米级加工以及原子

3、级的加工等也属于超精密加工的范畴，随着生产技术的不断发展，划分的界限也不断变化。现阶段通常把被加工零件的尺寸精度和形位精度达到零点儿微米，表面粗糙度优丁白分Z儿微米的加工技术称为超精密加工技术，也可以理解为超精密加T就是在超精密机床设备上，利用零件与刀具Z间产生的具有严格约朿的相对运动，对材料进行微量切削，以获得极高形状精度和表而光洁度大的加工过程，其精度从微米到亚微米，乃至纳米。在进入图像处理Z前，我们首先对图像做一个概略性的探讨。所谓“图像"泛指所有实际存在含有某种消息的信号，如含有人、事、物等的照片，而红外线摄影所获得的信号，则

4、表示某些物体的温度分布。我们常说“一幅图胜过千言万语二即是指每张图像中含有许多的信息，根据我们的冃的而进行处理，得出想要的结果。“数字图像''是将传统照片或录像带模拟讯号经取样（sample）及数字化后达成。数字化的原因在于方便计算机运算与储存。所储存的亮点成为图像的基本单位，称为象素（Pixel）。象素的亮度以灰度值（Gray・level）表示，灰度值被划分为256阶，最暗为0,最亮为255。一张图像被数值化成方块格子所组成的画像元素，每一格子中都标有一对坐标，一个代表其行值，另一则代表其列值。行值从这张图像的最左边开始标帜自0—直

5、到mn表示行值中最大值。相同的，列值从最上方起定为0,往下移动至m值，m表示图像全部列数。图像处理涵盖的范用十分很广泛，但是，所采用的基本原理和方法是一致的。整体说来，图像处理这门科学所研究的主耍内容包括了图像数的模数转化（A/DImageTransform）、图像的增强与复原（ImageEnhancementandRestoration)>图像编码与压缩(ImageEncodingandCompression)>图像切割(ImageSegmentation)、图像的表示和描述(ImageRepresentationandDescri

6、ption)>图像特征匹配(ImageFeatureMatching)等等。%1.超精密加工技术的发展趋势超精密加工是一个系统丁程，即精密工程。影响超精密加丁精度的因素很多，如被加丁材料、刀具、机床、控制和监测系统及加工环境等因素，这些因素的综合参数性能决定了超精密加工的精度。要达到理想效果，就必须按系统工程的方法来处理各个因素。因此，超精密加工的发展趋势也是这些因索越来越达到理想、极限的尺度，以达到更高的加工精度，更好的加工质量。超精密加工技术将向以下儿个方向发展：（1）高质量、高精度、高效率。高精度与高效率是超精密加工永恒的主题。

7、加工精度持续提高，精度指标在深亚微米级、纳米级、亚纳米级方向不断迈进。如今超精密加T的许多技术指标都己经也纳米为单位，而且在继续朝着突破纳米界限的方向发展。当前超精密加工技术如CMP、EEM等虽然获得极高的表面质量和表面完整性，但以牺牲加丁•效率为保证。超精密切削、磨削技术虽然加丁效率高，但无法获得如CMP、EEM的加工精度。探索能兼顾效率与精度的加工方法，成为超精密加工领域研究人员的冃标。半固着磨粒加工方法的岀现即体现了这一趋势，另一个方面表现为电解磁力研磨、磁流变磨料流加工等复合加工方法的产生。（2）对工件材料的要求越來越严格。被

8、加工材料在化学成分、物理力学性能、化学性能、加工性能上均有严格要求，将向着质地均匀、性能稳定、外部内部均无宏观和微观缺陷的材料方向发展，丁•件材料组织结构的均匀性将提高到新的水平，将研究某些特殊用途的超精密元件材料。（3