在超精密加工領域中,零件的尺寸誤差在亞微米內(nèi),表面粗糙度達到納米級。為了提高工件的加工質(zhì)量,不斷應用新技術(shù)的同時,也加大了對刀精度的研究,其原因是,對刀精度將直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量,是實現(xiàn)超精密加工的首要條件。當單點金剛石車刀加工球面或非球面光學零件或模具時,刀具在水平和高度方向的對刀誤差以及刀尖圓弧半徑的測量誤差會直接影響工件的尺寸和面形精度。光學對刀儀基于計算機視覺檢測技術(shù),其利用工業(yè)相機采集刀具圖像,并對圖像進行處理,進而獲取刀尖圓弧半徑和圓心坐標等參數(shù)對刀具進行預調(diào),以實現(xiàn)刀具的精密對刀以及刀尖圓弧半徑的精密測量。因此,本文展開了光學對刀儀設計與測量算法研究,具體做了以下幾個方面的工作：1、針對自動聚焦搜索中的往返運動帶來的定位誤差,提出用于光學對刀儀的自動聚焦模塊的二階段搜索聚焦策略,以提高自動聚焦的速度和精度。2、針對刀尖圖像的特點,研究并分析圖像處理算法,其包括圖像的預處理、像素以及亞像素邊緣檢測、直線檢測、圖像拼接以及特征參數(shù)的獲取,以確定能滿足對刀精度與實時性要求的圖像處理算法。3、基于課題的應用要求,設計光學對刀儀的整體架構(gòu),并進行相關的軟件系統(tǒng)設計,以實現(xiàn)光學對刀儀的...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 對刀儀的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 總結(jié)
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
        1.3.1 本文的主要內(nèi)容
        1.3.2 本文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 刀尖圖像的自動聚焦
    2.1 引言
    2.2 刀尖圖像的清晰度評價
        2.2.1 清晰度評價函數(shù)的研究
        2.2.2 刀尖圖像的清晰度評價實驗
    2.3 刀尖圖像的聚焦點搜索
        2.3.1 聚焦點搜索算法
        2.3.2 刀尖圖像的聚焦搜索實驗
    2.4 本章小結(jié)
第三章 刀尖圓弧的檢測
    3.1 引言
    3.2 刀尖圖像的預處理研究
        3.2.1 彩色圖像灰度化
        3.2.2 圖像濾波
        3.2.3 灰度閾值變換
    3.3 刀尖圖像的邊緣檢測
        3.3.1 像素級邊緣檢測
        3.3.2 像素級邊緣檢測算法的檢測結(jié)果
        3.3.3 亞像素級邊緣檢測
        3.3.4 Zernike矩亞像素邊緣檢測結(jié)果
    3.4 刀尖參數(shù)的計算
        3.4.1 霍夫(Hough)變換檢測刀尖圖像的直線
        3.4.2 獲取刀尖圓弧
        3.4.3 最小二乘法擬合圓弧
    3.5 刀尖圖像拼接
    3.6 本章小結(jié)
第四章 光學對刀儀的設計
    4.1 光學對刀儀的總體方案設計
    4.2 光學對刀儀的硬件設計
        4.2.1 定位裝置的設計
        4.2.2 擺角微調(diào)裝置的設計
        4.2.3 支撐裝置的設計
        4.2.4 視覺檢測系統(tǒng)的硬件選型與搭配
        4.2.5 光學對刀儀
    4.3 軟件系統(tǒng)設計
        4.3.1 程序框架設計
        4.3.2 軟件功能分析
        4.3.3 人機交互界面設計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 光學對刀儀標定及實驗測試
    5.1 引言
    5.2 光學對刀儀的內(nèi)外參數(shù)標定
        5.2.1 光學對刀儀的內(nèi)參數(shù)標定
        5.2.2 光學對刀儀的外參數(shù)標定
    5.3 對比實驗與誤差分析
        5.3.1 刀尖位置的驗證
        5.3.2 刀尖圓弧的半徑驗證
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    課題總結(jié)
    課題展望
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
參考文獻
致謝



本文編號：3985030