隨著制造業(yè)的高速發(fā)展,輪廓曲線磨削已經(jīng)廣泛用于各種精密復(fù)雜刀具、模具等輪廓曲線類零件的加工中,為了適應(yīng)復(fù)雜輪廓曲線零件的高精度和快速加工的要求,提高輪廓曲線磨削的加工精度和效率具有非常重要的實(shí)際意義。通過對(duì)加工誤差進(jìn)行人工的光學(xué)檢測(cè)和補(bǔ)償是目前比較有效的提高加工精度的方法,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于傳統(tǒng)的光學(xué)曲線磨削中,但該方法存在著效率低、可靠性和加工精度有待提高等問題。本文基于機(jī)器視覺技術(shù),提出了一種基于局部視覺圖像的曲線磨削加工誤差動(dòng)態(tài)檢測(cè)和在線補(bǔ)償算法,并對(duì)復(fù)雜輪廓曲線的加工精度進(jìn)行評(píng)價(jià),主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)曲線輪廓加工的基本原理和視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。研究了基于機(jī)器視覺的曲線磨削加工的基本原理;介紹了自主研發(fā)的數(shù)字化曲線磨床;闡述了加工機(jī)床的視覺測(cè)量系統(tǒng)的組成和校準(zhǔn)方法,為實(shí)現(xiàn)高精度加工奠定了基礎(chǔ)。(2)復(fù)雜輪廓曲線邊緣精確定位方法的研究。研究比較了主流的圖像輪廓邊緣提取算法,包括像素級(jí)別和亞像素級(jí)別的邊緣提取算法,提出了采用仿真法和標(biāo)定板法對(duì)輪廓邊緣的亞像素定位算法進(jìn)行精度評(píng)價(jià),并進(jìn)行了試驗(yàn)研究和結(jié)果分析,并對(duì)測(cè)量結(jié)果的不確定度做出了評(píng)價(jià)。結(jié)果驗(yàn)證了所提出的亞像素定位算法和精度評(píng)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

數(shù)控仿形磨削Fig.1-1CNCprofilegrinding

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文5進(jìn)行補(bǔ)償。WanDaping[32]等通過角點(diǎn)檢測(cè)分別得到已加工工件部分和未加工工件部分，通過理論和實(shí)際的比較計(jì)算得到加工誤差并設(shè)計(jì)補(bǔ)償算法。曹永潔[33]等通過激光干涉儀測(cè)量實(shí)際輪廓并與理論輪廓對(duì)比得到它們之間的差值，之后修改G代碼對(duì)該誤差進(jìn)行補(bǔ)償，且設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證了算法的可靠性。羅玉梅[34,35]等基于圓形公差帶法，通過sobel算子進(jìn)行像素級(jí)別的圖像提取，接著運(yùn)用zernike算子將精度提升至亞像素級(jí)別，更精確地獲取了圖像精度，從而提高了誤差補(bǔ)償?shù)男ЧrystianErwinski[36]等加入了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法以檢測(cè)輪廓誤差，通過對(duì)歷史加工過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，基于非線性回歸的離線自學(xué)習(xí)平臺(tái)，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)加工誤差并進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，經(jīng)過設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證后證明了該算法的有效性。圖1-2環(huán)形公差帶法原理示意圖[29]Fig.1-2Schematicdiagramofannulartoleranceband1.3當(dāng)前研究中存在的問題綜上所述，現(xiàn)有的研究成果中，在利用基于機(jī)器視覺的測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)加工誤差檢測(cè)時(shí)，通常是對(duì)加工前后拍攝的靜態(tài)圖像進(jìn)行檢測(cè)且檢測(cè)精度往往局限于像素級(jí)別，而缺少亞像素級(jí)別的動(dòng)態(tài)誤差檢測(cè)；同時(shí)，針對(duì)曲線磨削中加工誤差的在線檢測(cè)和補(bǔ)償方法有待進(jìn)一步研究以提高輪廓曲線磨削的加工精度和工藝水平。本文針對(duì)以下兩個(gè)問題進(jìn)行研究：（1）曲線磨削加工過程中實(shí)時(shí)高精度圖像輪廓邊緣獲取方法（a）（b）（c）（d）

第二章曲線輪廓加工的基本原理和視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)8第二章曲線輪廓加工的基本原理和視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1前言本章首先介紹了本文所研究的基于機(jī)器視覺的復(fù)雜輪廓曲線磨削加工原理。自主研發(fā)設(shè)計(jì)了曲線磨削試驗(yàn)平臺(tái)，該平臺(tái)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)曲線磨削加工過程中的加工誤差并通過控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)誤差的補(bǔ)償。介紹了該試驗(yàn)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，然后通過對(duì)視覺系統(tǒng)在試驗(yàn)平臺(tái)上所獲取的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，驗(yàn)證所搭建系統(tǒng)的可靠性。為后續(xù)進(jìn)一步的理論研究和試驗(yàn)做準(zhǔn)備。2.2基于機(jī)器視覺的輪廓曲線磨削加工原理本文研究的復(fù)雜輪廓曲線磨削加工原理的示意圖如圖2-1所示。該圖展示了自主開發(fā)的數(shù)字化曲線磨床以及該機(jī)床的加工原理和方法。該機(jī)床為五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，包括加工刀具和加工工件兩組相對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。其中加工刀具部分的砂輪架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括：U軸橫向滑臺(tái)、V軸縱向滑臺(tái)、Z軸砂輪往復(fù)滑臺(tái)、電主軸和砂輪，加工工件部分的工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括：X軸橫向滑臺(tái)、縱向滑臺(tái)Y軸、工作臺(tái)和工件。加工時(shí)，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行相互配合的運(yùn)動(dòng)，可以完成不同類型工件的加工。目前主要的加工方式分為兩種：基于局部視覺圖像的加工以及基于全局視覺圖像的加工。圖2-1基于機(jī)器視覺的輪廓曲線磨削的原理示意圖Fig.2-1Schematicdiagramofprofilegrindingbasedonopticalmeasurement基于局部視覺圖像的曲線磨削加工方式是指通過獲取加工工件的局部輪廓

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]基于機(jī)器視覺的編碼器主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測(cè)及分析[D]. 李博.哈爾濱理工大學(xué) 2016
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