鎂板平面度誤差在線測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-12 01:53
當(dāng)今社會(huì),科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)能力的提高。如何將理論依據(jù)轉(zhuǎn)化為工程成果是一個(gè)頗具挑戰(zhàn)的問題。為解決工業(yè)生產(chǎn)中常見的平面度誤差檢測(cè)問題,本文從平面度誤差檢測(cè)理論出發(fā),結(jié)合鎂板生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求,開發(fā)出一套易操作、高度自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果符合實(shí)際生產(chǎn)需求的鎂板平面度誤差在線測(cè)量系統(tǒng)。為保證理論成果有效轉(zhuǎn)化和實(shí)際生產(chǎn)需要,本文主要做了三方面的研究:平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)、軟硬件開發(fā)以及平面度誤差算法。本文所述檢測(cè)系統(tǒng),采用了一種非接觸式的測(cè)量方案——采用激光測(cè)距傳感器為檢測(cè)傳感器,同時(shí),以STM32F4系列微控制器作為系統(tǒng)主控,最終完成了一款集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和檢測(cè)平臺(tái)控制于一體的采集器。使用Visual Studio集成開發(fā)環(huán)境和C#進(jìn)行上位機(jī)軟件的開發(fā)。本系統(tǒng)的處理流程如下:通過機(jī)械手將待檢板材放入檢測(cè)區(qū)域,隨即上位機(jī)下發(fā)指令至采集器,而后系統(tǒng)自動(dòng)采集標(biāo)定平面的位移數(shù)據(jù),標(biāo)定完成后氣缸推動(dòng)掃描平臺(tái)對(duì)板材的表面進(jìn)行掃描,原始數(shù)據(jù)經(jīng)低通濾波器處理后上傳至上位機(jī)。通過表面數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)量塊數(shù)據(jù)的代數(shù)差值可得到板材的狀態(tài)數(shù)據(jù),然后經(jīng)過最小二乘法擬合平面,最終計(jì)算得到平面度誤差。本文研究設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)最...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題研究背景及意義
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要工作
1.5 本章小結(jié)
2 系統(tǒng)需求及總體方案設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)需求
2.2 系統(tǒng)總體方案
2.3 本章小結(jié)
3 檢測(cè)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)
3.1 檢測(cè)平臺(tái)整體方案
3.2 檢測(cè)平臺(tái)主要結(jié)構(gòu)
3.2.1 板材支撐結(jié)構(gòu)
3.2.2 基準(zhǔn)面
3.2.3 定位銷
3.2.4 掃描移動(dòng)平臺(tái)
3.2.5 平臺(tái)安全保障
3.3 本章小結(jié)
4 硬件設(shè)計(jì)及采集器開發(fā)
4.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與設(shè)備選型
4.1.1 硬件系統(tǒng)方案
4.1.2 設(shè)備選型
4.2 采集器硬件開發(fā)與設(shè)計(jì)
4.2.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)
4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
4.2.4 RS485通信電路設(shè)計(jì)
4.2.5 限位開關(guān)信號(hào)輸入電路設(shè)計(jì)
4.2.6 氣缸繼電器控制電路設(shè)計(jì)
4.3 采集器程序開發(fā)與設(shè)計(jì)
4.3.1 開發(fā)環(huán)境及開發(fā)語言介紹
4.3.2 程序設(shè)計(jì)
4.4 濾波算法設(shè)計(jì)
4.4.1 均值濾波法
4.4.2 滑動(dòng)窗口濾波法
4.4.3 Butterworth濾波法
4.4.4 下位機(jī)濾波算法的對(duì)比及選取
4.5 采集器測(cè)試
4.6 本章小結(jié)
5 上位機(jī)軟件及算法開發(fā)與設(shè)計(jì)
5.1 開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境介紹
5.2 軟件結(jié)構(gòu)組成
5.3 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
5.3.1 登錄界面設(shè)計(jì)
5.3.2 密碼修改界面設(shè)計(jì)
5.3.3 權(quán)限分組管理界面設(shè)計(jì)
5.3.4 軟件主界面設(shè)計(jì)
5.3.5 參數(shù)設(shè)置界面
5.3.6 模型參數(shù)設(shè)置界面
5.4 數(shù)字通信設(shè)計(jì)
5.5 保存文件設(shè)計(jì)說明
5.5.1 文件保存路徑
5.5.2 文件命名規(guī)則
5.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
5.7 平面度誤差評(píng)定算法設(shè)計(jì)
5.7.1 高差法
5.7.2 最小二乘法
5.7.3 平面度誤差算法對(duì)比及選取
5.8 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及測(cè)試
6.1 最小二乘算法驗(yàn)證
6.2 重復(fù)性測(cè)試
6.3 批量測(cè)試
6.4 穩(wěn)定性測(cè)試
6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)及展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
成果目錄清單
致謝
本文編號(hào):3182502
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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摘要
abstract
1 緒論
1.1 課題來源
1.2 課題研究背景及意義
1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.4 本文主要工作
1.5 本章小結(jié)
2 系統(tǒng)需求及總體方案設(shè)計(jì)
2.1 系統(tǒng)需求
2.2 系統(tǒng)總體方案
2.3 本章小結(jié)
3 檢測(cè)平臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)
3.1 檢測(cè)平臺(tái)整體方案
3.2 檢測(cè)平臺(tái)主要結(jié)構(gòu)
3.2.1 板材支撐結(jié)構(gòu)
3.2.2 基準(zhǔn)面
3.2.3 定位銷
3.2.4 掃描移動(dòng)平臺(tái)
3.2.5 平臺(tái)安全保障
3.3 本章小結(jié)
4 硬件設(shè)計(jì)及采集器開發(fā)
4.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與設(shè)備選型
4.1.1 硬件系統(tǒng)方案
4.1.2 設(shè)備選型
4.2 采集器硬件開發(fā)與設(shè)計(jì)
4.2.1 最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.2.2 穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)
4.2.3 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)
4.2.4 RS485通信電路設(shè)計(jì)
4.2.5 限位開關(guān)信號(hào)輸入電路設(shè)計(jì)
4.2.6 氣缸繼電器控制電路設(shè)計(jì)
4.3 采集器程序開發(fā)與設(shè)計(jì)
4.3.1 開發(fā)環(huán)境及開發(fā)語言介紹
4.3.2 程序設(shè)計(jì)
4.4 濾波算法設(shè)計(jì)
4.4.1 均值濾波法
4.4.2 滑動(dòng)窗口濾波法
4.4.3 Butterworth濾波法
4.4.4 下位機(jī)濾波算法的對(duì)比及選取
4.5 采集器測(cè)試
4.6 本章小結(jié)
5 上位機(jī)軟件及算法開發(fā)與設(shè)計(jì)
5.1 開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境介紹
5.2 軟件結(jié)構(gòu)組成
5.3 人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)
5.3.1 登錄界面設(shè)計(jì)
5.3.2 密碼修改界面設(shè)計(jì)
5.3.3 權(quán)限分組管理界面設(shè)計(jì)
5.3.4 軟件主界面設(shè)計(jì)
5.3.5 參數(shù)設(shè)置界面
5.3.6 模型參數(shù)設(shè)置界面
5.4 數(shù)字通信設(shè)計(jì)
5.5 保存文件設(shè)計(jì)說明
5.5.1 文件保存路徑
5.5.2 文件命名規(guī)則
5.6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
5.7 平面度誤差評(píng)定算法設(shè)計(jì)
5.7.1 高差法
5.7.2 最小二乘法
5.7.3 平面度誤差算法對(duì)比及選取
5.8 本章小結(jié)
6 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)及測(cè)試
6.1 最小二乘算法驗(yàn)證
6.2 重復(fù)性測(cè)試
6.3 批量測(cè)試
6.4 穩(wěn)定性測(cè)試
6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)及展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
參考文獻(xiàn)
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導(dǎo)師簡(jiǎn)介
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致謝
本文編號(hào):3182502
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