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技術文章
視覺智能的激光切割機刻蝕技術
點擊次數：879 發布時間：2013-7-10
歐洲各國也在視覺方面進行了深入研究。德國卡爾斯魯厄大學（Karlsruhe研制了Miniman機器人。該機器人可以實現精密移動，再配以管狀操作手后可以完成微操作任務.SergejFatikon教授等人在此基礎上增加了視覺傳感器和力覺傳感器，研制了MinmanⅢ型機器人。在視覺系統引導下，機器人可在光電顯微鏡或掃描電子顯微鏡下完成lOnm以下的高精度微操作，安裝微夾持器岳可以對微小物體進行高精度夾持、搬運、操作和定位。該研究小組將視覺系統分為全局和局部傳感器系統進行分別研究并在微視覺系統下的目標識別和深度信息，獲取方法等方面進行了探討。該系統配上吸管后實現了對20um的細胞進行拾取、移動和定位等操作。瑞士洛桑大學采用激光掃描顯微鏡作為監視裝置，利用激光切割機直接測量高度信息，根據圖像獲得平面信息。
美國核能源部Sandia國家實驗室研制出了一臺能對10~100微米的微器等進行裝配的機器，該實驗室在CAD自動裝配上有長足的進步，他們采取激光打標機傅立葉算法產生顯微的合成圖像，并將此圖像的信息反饋給伺服系統，控制系統在X、Y平面上的位置是整個系統的實物照片。
實驗室對于微器件的夾取采用一種鎳、銅以及坡莫合金制造出來的微夾鉗.該微夾鉗長為20.8mm，厚度為200um，由一線性直流馬達驅動，實物女口圖。此微激光切割機操作控制系統應用于光電和光機械制造行業中，例如光纖激光切割機排列和校對，集成電路組裝，在微創*和微生物學中也有潛在的應用前景，是該系統在微陣列孔中插針的照片。同時，在視覺信息基礎上開展了微小型機器人微操作的虛擬現實技術的研究。相對國外，國內研究起步較晚，直到zui近才有微操作視覺方面的相關研究報道出現，北京航空航天大學、南開大學首先以生物細胞為研究對象，在視覺系統的伺服控制、深度信息獲取方法等方面進行了探討。哈爾濱工業大學以微機械零件裝配為操作目標，以體式顯微鏡作為監視激光切割機系統進行了視覺系統的研究。
激光切割機刻蝕（etching）加工是在微制造技術中zui常見和zui重要的工藝環節。從形象上講，刻蝕也可稱作“可控直接微去除”.采用激光切割技術來完成刻蝕，不同材料有不同的反應。激光切割機刻蝕加工的要求是：①具有整齊的邊緣；②具有的深度控制；③刻蝕反應的效率盡可能高。通過第①、②點的要求，達到所需要的設計結構。
激光切割機刻蝕工藝在微制造中的主要應用在微通道、微槽、微液池等結構的制作中。采用激光切割刻蝕加工的典型微結構,目前，能夠進行刻蝕加工的激光大多是采用準分子激光和飛秒激光。由于光子能量在3.5eV（351nm）～7.9eV（157nm）之間，準分子激光輻射可以被分子強烈的吸收，并誘導電子躍遷到受激態，例如C—c雙鍵或羰基一C=Oo吸收與一定的電子態間的躍遷相關。分子作為吸收中心常稱為“發色團”，當這些發色團是共軛鏈的一部分的時候，躍遷能量展寬或平移至較低的值.包含這些發色團的材料顯示出對紫外激光有較高的吸收率。比如可以確定地觀察到聚酰亞胺因包含苯環和羰基而顯示出很強的吸收率，而PTFE因缺少這些發色團面很難加工。當激光切割機激發能量等于電子的鍵能，迫使分子分裂（斷鍵模型）時，受激分子能達到非受激態。如果分子是實體（或固體）的一部分，快速熱衰減很可能的，過剩的能量被轉換為振動、轉動和周圍分子的平移。吸收的激光能量導致體材的快速加熱，并且當能量密度足夠高的時候，分離將發生，小的揮發性的分子可以形成。高的蒸氣壓力導致爆炸性的氣化，并形成爆轟波。
美國核能源部Sandia國家實驗室研制出了一臺能對10~100微米的微器等進行裝配的機器，該實驗室在CAD自動裝配上有長足的進步，他們采取激光打標機傅立葉算法產生顯微的合成圖像，并將此圖像的信息反饋給伺服系統，控制系統在X、Y平面上的位置是整個系統的實物照片。
實驗室對于微器件的夾取采用一種鎳、銅以及坡莫合金制造出來的微夾鉗.該微夾鉗長為20.8mm，厚度為200um，由一線性直流馬達驅動，實物女口圖。此微激光切割機操作控制系統應用于光電和光機械制造行業中，例如光纖激光切割機排列和校對，集成電路組裝，在微創*和微生物學中也有潛在的應用前景，是該系統在微陣列孔中插針的照片。同時，在視覺信息基礎上開展了微小型機器人微操作的虛擬現實技術的研究。相對國外，國內研究起步較晚，直到zui近才有微操作視覺方面的相關研究報道出現，北京航空航天大學、南開大學首先以生物細胞為研究對象，在視覺系統的伺服控制、深度信息獲取方法等方面進行了探討。哈爾濱工業大學以微機械零件裝配為操作目標，以體式顯微鏡作為監視激光切割機系統進行了視覺系統的研究。
激光切割機刻蝕（etching）加工是在微制造技術中zui常見和zui重要的工藝環節。從形象上講，刻蝕也可稱作“可控直接微去除”.采用激光切割技術來完成刻蝕，不同材料有不同的反應。激光切割機刻蝕加工的要求是：①具有整齊的邊緣；②具有的深度控制；③刻蝕反應的效率盡可能高。通過第①、②點的要求，達到所需要的設計結構。
激光切割機刻蝕工藝在微制造中的主要應用在微通道、微槽、微液池等結構的制作中。采用激光切割刻蝕加工的典型微結構,目前，能夠進行刻蝕加工的激光大多是采用準分子激光和飛秒激光。由于光子能量在3.5eV（351nm）～7.9eV（157nm）之間，準分子激光輻射可以被分子強烈的吸收，并誘導電子躍遷到受激態，例如C—c雙鍵或羰基一C=Oo吸收與一定的電子態間的躍遷相關。分子作為吸收中心常稱為“發色團”，當這些發色團是共軛鏈的一部分的時候，躍遷能量展寬或平移至較低的值.包含這些發色團的材料顯示出對紫外激光有較高的吸收率。比如可以確定地觀察到聚酰亞胺因包含苯環和羰基而顯示出很強的吸收率，而PTFE因缺少這些發色團面很難加工。當激光切割機激發能量等于電子的鍵能，迫使分子分裂（斷鍵模型）時，受激分子能達到非受激態。如果分子是實體（或固體）的一部分，快速熱衰減很可能的，過剩的能量被轉換為振動、轉動和周圍分子的平移。吸收的激光能量導致體材的快速加熱，并且當能量密度足夠高的時候，分離將發生，小的揮發性的分子可以形成。高的蒸氣壓力導致爆炸性的氣化，并形成爆轟波。