随着科学技术的发展,非金属硬脆材料如工程陶瓷的应用越来越广泛,尤其在军事装备的作用非常重要。作为基板材料的工程陶瓷具有硬度高、脆性大、耐磨性好等特点,很难用传统机械加工方法进行加工,同时也很难用传统刀具进行加工,因而往往采用非传统工艺进行加工,超声波加工是其中非常有效的一种方法。针对陶瓷基板的超声波打孔设备目前存在的两个不足,本项目主要进行了两个方面的研究：(1)视觉系统与数控系统结合,解决传统超声加工中的定位不方便、精度不高以及打孔质量需要人工检测等问题。设备启动后,由机床发出指令,CCD相机先对基板的左上角拍照,记录数据,然后对基板的右上角拍照,记录数据。两次得到的数据进行分析计算,可以得到基板在机床坐标系中的正确坐标值X、Y,由视觉系统传给数控系统,这样就可以完成视觉系统的定位功能。图像采样及分析处理,设计的关键点是采样及图像处理的准确性。(2)旋转超声加工系统的研究,在查阅了国内外有关旋转超声加工研究资料和成果的基础上,确定超声加工的系统参数。旋转超声与传统超声打孔机相比,具有以下优点：(1)加工速度快。(2)加工精度高。(3)加工表面质量好。(4)工具磨损小,使用寿命长。旋转超声打孔机主要包括系统结构设计、旋转超声振动系统设计、视觉系统设计、电气控制设计、打孔参数设计、可靠性设计等内容。在进行了的陶瓷基板旋转超声加工实验后,我们认为它是硬脆材料加工非常有效的方法。通过实验我们还得出结论,加工效率与工具直径、工件材料、工具振幅、工具旋转速度及磨粒浓度和尺寸都有密切的关系。由于视觉定位系统的首次引入,使得基板的打孔能够得到精确定位及检测,极大地提高了它的军用使用价值。旋转超声加工改善了传统的切削方法,在工程陶瓷等硬脆材料方面得到了广泛的应用,促进了陶瓷材料加工技术的发展。