千眼狼高速攝像機助力太原理工大學科研團隊研究發(fā)現復頻超聲加工單元異常振動頻率的產生原因，改良加工單元中核心部件“自由質量塊”的設計，提高此加工方法的精度與高效性。       

       智能電子產品消費浪潮驅動下，電子元器件的高度集成化、封裝模塊化是發(fā)展趨勢（見圖1），工程陶瓷憑借超高導熱性使其成為的散熱承載系統(tǒng)，針對具有硬脆特性的工程陶瓷鉆削加工技術的研究亦成為熱點課題。

圖1 多芯片封裝組件

       新型的復頻超聲加工技術雖然克服了傳統(tǒng)加工諸如激光、電火花、單頻超聲振動等的一些如精度無法保障、磨損嚴重、成本太高等局限，但亦存在加工不穩(wěn)定等痛點。故需建立加工單元實驗系統(tǒng)（詳見圖2），對其驅動特性、裂紋產生的臨界條件研究，并對關鍵部件設計優(yōu)化。

       1.工件 2.工作臺 3.鉆桿 4.自由質量塊 5.變幅桿 6.換能器 7.超聲波發(fā)生器.

圖2 復頻超聲加工單元實驗系統(tǒng)

       加工單元中核心部件——自由質量塊（詳見圖3）起著儲存和傳遞能量的作用。通過自由質量塊與變幅桿頂端的碰撞與沖擊，引入低頻大振幅振動，傳遞能量給鉆桿底端，從而有效提高鉆桿輸出端的振幅。

圖3 自由質量塊示意

        復頻超聲加工單元頻率即為單位時間內自由質量塊完成的完整碰撞運動的次數。在研究人員測定的頻譜圖中，主要低頻信號峰值附件的異常雜頻即為自由質量塊異常運動造成，故研究人員采用了千眼狼X系列超高速攝像機X213（詳見圖）, 滿幅分辨率1280×1024，滿幅幀率13400 fps，實驗裁剪畫幅至1280×128，速度匹配為120,000 fps，對高速碰撞運動狀態(tài)下的自由質量塊的運動過程進行反復觀測、比對，詳見圖4、圖5：

圖4 自由質量塊的正常運動圖像

圖5  自由質量塊的異常運動圖像

       通過圖像對比發(fā)現，自由質量塊的異常運動是由于碰撞運動過程中存在傾斜偏轉以及自由質量塊的邊緣與上下碰撞表面不*碰撞造成的（詳見圖5）。發(fā)現原因后研究人員對自由質量塊的形狀進行削邊處理（詳見圖6），成功消除了異常頻率，改善振動效果，提高了復頻超聲加工的穩(wěn)定性。

 圖6 改進后的自由質量塊

       加工領域中，類似采用高速視覺技術對自由質量塊高速碰撞運動周期進行觀測，精準定位細小異常點從而實現產品設計改良的應用場景不勝枚舉，如半導體封測領域觀測吸頭每一次高速起、落，精密刀具的高速切削等等，千眼狼的研發(fā)團隊將會持續(xù)跟蹤關注工業(yè)設備領域，打磨出更多專業(yè)好用的高速視覺.