隨著數(shù)控加工技術(shù)在裝備制造領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用,現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)對(duì)高精度、高效率、高自動(dòng)化的加工方式的追求日益高漲。切削刀具作為加工工藝系統(tǒng)的重要組成部分,其幾何尺寸和磨損狀態(tài)對(duì)切削加工的精度和效率影響重大,尤其是在航空制造領(lǐng)域,航空構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料去除率高,刀具使用量大。刀具磨損在機(jī)測(cè)量是高效率,高自動(dòng)化加工的必然要求,對(duì)提高數(shù)控加工精度和效率具有重要意義。因此本文以圓柱立銑刀為研究對(duì)象,基于圖像處理技術(shù),研究和開發(fā)了一套刀具磨損在機(jī)檢測(cè)系統(tǒng),為立銑刀磨損研究提供數(shù)據(jù)支持。論文主要研究工作包括:1)對(duì)刀具磨損的基本形態(tài)和特征進(jìn)行了分析,介紹了刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn),對(duì)立銑刀磨損進(jìn)行了量化分析。針對(duì)圓柱立銑刀后刀面磨損測(cè)量困難的問(wèn)題,從銑削微元角度分析出銑刀磨損量和刀具徑向尺寸變化的關(guān)系,將刀具磨損量的測(cè)量轉(zhuǎn)化為刀具徑向尺寸的測(cè)量。通過(guò)研究分析立銑刀表面幾何特征,給出了立銑刀徑向尺寸的測(cè)量原理。2)設(shè)計(jì)了基于圖像處理技術(shù)的銑刀徑向尺寸在機(jī)測(cè)量方案,結(jié)合QLM27100-5X型加工中心設(shè)計(jì)了測(cè)量系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)。根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)的需求,對(duì)圖像傳感器、嵌入式處理器、A/D轉(zhuǎn)換器和光源系統(tǒng)等重要組成部件進(jìn)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 刀具徑向尺寸測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 刀具磨損狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 目前存在的問(wèn)題
    1.4 論文研究的主要內(nèi)容
第二章 刀具徑向尺寸在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的總體方案
    2.1 刀具磨損的量化分析
        2.1.1 刀具的磨鈍標(biāo)準(zhǔn)
        2.1.2 立銑刀的磨損與徑向尺寸變化關(guān)系
    2.2 立銑刀徑向尺寸測(cè)量原理與測(cè)量方案
        2.2.1 立銑刀徑向尺寸的測(cè)量原理
        2.2.2 刀具徑向尺寸測(cè)量方案
        2.2.3 測(cè)量系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
    2.3 系統(tǒng)硬件的需求分析和選型
        2.3.1 圖像傳感器
        2.3.2 嵌入式處理器
        2.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器
        2.3.4 光源及照明系統(tǒng)
    2.4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)
        2.4.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)與功能模塊
        2.4.2 系統(tǒng)程序軟件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 刀具圖像采集和預(yù)處理算法設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
    3.1 圖像傳感器驅(qū)動(dòng)脈沖的產(chǎn)生
        3.1.1 微控制器STM32 的時(shí)鐘總線
        3.1.2 基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖信號(hào)的產(chǎn)生
        3.1.3 基于中斷方式生成驅(qū)動(dòng)脈沖
        3.1.4 基于DMA方式生成驅(qū)動(dòng)脈沖
    3.2 刀具圖像數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)
        3.2.1 保證圖像數(shù)據(jù)完整性的采樣策略
        3.2.2 圖像數(shù)據(jù)的USB傳輸實(shí)現(xiàn)
    3.3 圖像濾波去噪方法
        3.3.1 圖像噪聲來(lái)源及常見類型
        3.3.2 圖像濾波算法
    3.4 圖像分割算法設(shè)計(jì)
        3.4.1 基于灰度的全局閾值分割算法
        3.4.2 灰度梯度
        3.4.3 基于灰度梯度的圖像分割算法
    3.5 圖像像素級(jí)邊緣檢測(cè)算法設(shè)計(jì)
        3.5.1 一維圖像的像素級(jí)邊緣檢測(cè)算法設(shè)計(jì)
        3.5.2 二維圖像的像素級(jí)邊緣檢測(cè)算法分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 刀具圖像的亞像素邊緣檢測(cè)技術(shù)
    4.1 徑向尺寸測(cè)量的精度分析
    4.2 亞像素邊緣檢測(cè)算法的對(duì)比研究
        4.2.1 曲線擬合法
        4.2.2 插值法
        4.2.3 矩方法
        4.2.4 亞像素邊緣檢測(cè)方案的對(duì)比
    4.3 二維圖像的亞像素邊緣檢測(cè)算法及實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 二維灰度矩邊緣檢測(cè)原理
        4.3.2 灰度矩的7×7 模板系數(shù)
        4.3.3 亞像素邊緣檢測(cè)效果
    4.4 尺寸測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定
        4.4.1 尺寸測(cè)量的系統(tǒng)誤差
        4.4.2 測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定校準(zhǔn)
    4.5 刀具徑向尺寸測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[10]基于機(jī)器視覺的刀具磨損在位檢測(cè)[D]. 肖蓉.東華大學(xué) 2013



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