發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 11:39

　　伴隨著機(jī)械加工技術(shù)的不斷發(fā)展,在航空航天、汽車、精密儀器等高科技領(lǐng)域?qū)α慵募庸ぞ忍岢隽烁叩囊�。在機(jī)械加工過程中刀具磨損是影響零件加工精度的主要影響因素之一,因此開展在機(jī)監(jiān)測(cè)刀具磨損情況保證零件的加工質(zhì)量的研究具有較高的實(shí)用性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。首先,通過分析刀具磨損機(jī)理和刀具刃口輪廓變化,制定刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì)方案,再根據(jù)系統(tǒng)的需求對(duì)各硬件進(jìn)行選擇,并合理劃分軟件的結(jié)構(gòu),針對(duì)軟件內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理及磨損量計(jì)算模塊和工控機(jī)-機(jī)床通訊模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其次,研究基于線結(jié)構(gòu)光的三維相機(jī)動(dòng)態(tài)采集原理,設(shè)計(jì)針對(duì)立銑刀側(cè)刃刃口形貌數(shù)據(jù)的采集方式,規(guī)劃刀具刃口與三維相機(jī)相對(duì)采集路徑。根據(jù)采集路徑中主軸攜帶刀具運(yùn)動(dòng)的控制任務(wù),推導(dǎo)機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)參數(shù)的計(jì)算公式。采用光電開關(guān)對(duì)切削刃采集基準(zhǔn)進(jìn)行定位信號(hào)檢測(cè),實(shí)現(xiàn)立銑刀側(cè)刃形貌數(shù)據(jù)的在機(jī)采集。再次,通過分析基于線結(jié)構(gòu)光的三維相機(jī)采集的刀具刃口截面輪廓數(shù)據(jù)特征,首先對(duì)其進(jìn)行平滑、去噪處理,再使用差分曲率和K近鄰算法,根據(jù)數(shù)據(jù)離散點(diǎn)曲率將數(shù)據(jù)有效分類。根據(jù)分類后的數(shù)據(jù)特征,將采集出的刀具刃口磨損的輪廓數(shù)據(jù)與未磨損的輪廓數(shù)據(jù)統(tǒng)... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究目的及意義
    1.2 相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于圖像技術(shù)的刀具磨損檢測(cè)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 三維測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 開放式數(shù)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
    1.3 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 刀具磨損機(jī)理分析及在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 刀具磨損機(jī)理分析
        2.1.1 刀具的主要磨損形式
        2.1.2 刀具磨損過程及磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
        2.1.3 銑削過程中刀具磨損的特點(diǎn)
    2.2 檢測(cè)系統(tǒng)硬件方案的設(shè)計(jì)
        2.2.1 硬件方案確定
        2.2.2 硬件部分與數(shù)控加工中心的集成
    2.3 檢測(cè)系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計(jì)
        2.3.1 軟件方案設(shè)計(jì)概述
        2.3.2 刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)
        2.3.3 數(shù)據(jù)處理及磨損量計(jì)算模塊設(shè)計(jì)
        2.3.4 工控機(jī)-機(jī)床通訊模塊設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 立銑刀側(cè)刃刃口數(shù)據(jù)在機(jī)采集方法及實(shí)現(xiàn)
    3.1 立銑刀側(cè)刃刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理
    3.2 立銑刀側(cè)刃刃口形貌數(shù)據(jù)采集方法
        3.2.1 基于線結(jié)構(gòu)光的三維相機(jī)動(dòng)態(tài)采集原理
        3.2.2 相機(jī)校準(zhǔn)與曝光值調(diào)節(jié)
        3.2.3 基于線結(jié)構(gòu)光三維相機(jī)的刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)采集
    3.3 立銑刀側(cè)刃刃口輪廓數(shù)據(jù)在機(jī)動(dòng)態(tài)采集
        3.3.1 刀具刃口數(shù)據(jù)在機(jī)采集路徑規(guī)劃
        3.3.2 刀具刃口數(shù)據(jù)在機(jī)采集定位與控制
        3.3.3 信號(hào)采集與控制程序驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)處理與磨損量計(jì)算方法
    4.1 刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)預(yù)處理
        4.1.1 刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)特征
        4.1.2 移動(dòng)最小二乘法
        4.1.3 刀具刃口輪廓數(shù)據(jù)平滑處理
    4.2 基于曲率的離散點(diǎn)聚類分析及磨損量計(jì)算坐標(biāo)系建立
        4.2.1 基于差分曲率法的離散點(diǎn)曲率估算
        4.2.2 基于K近鄰算法離散點(diǎn)聚類
        4.2.3 刀具刃口磨損量計(jì)算的坐標(biāo)系建立
    4.3 刀具刃口磨損量計(jì)算方法
        4.3.1 鈍圓半徑計(jì)算方法
        4.3.2 VB值計(jì)算方法
        4.3.3 磨損體積計(jì)算方法
    4.4 算法驗(yàn)證及結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試分析
    5.1 刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
        5.1.1 基于SERCOS通訊協(xié)議的開放式數(shù)控系統(tǒng)
        5.1.2 刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)
    5.2 刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建
        5.2.2 刀具刃口磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試
    5.3 測(cè)試系統(tǒng)誤差分析
        5.3.1 系統(tǒng)誤差來源
        5.3.2 提高系統(tǒng)精度方法
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]開放式數(shù)控系統(tǒng)在線碰撞檢測(cè)功能的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李會(huì)子.哈爾濱工程大學(xué) 2017
[3]基于偽隨機(jī)編碼結(jié)構(gòu)光的三維重建技術(shù)研究[D]. 劉芳芳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]基于計(jì)算機(jī)視覺刀具磨損檢測(cè)技術(shù)及系統(tǒng)[D]. 易鑫.南昌航空大學(xué) 2014
[5]基于投影結(jié)構(gòu)光法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維重構(gòu)[D]. 劉子華.大連理工大學(xué) 2012
[6]基于計(jì)算機(jī)視覺的刀具磨損檢測(cè)技術(shù)的研究[D]. 譚延凱.沈陽理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：2947580