本文選題：刀具檢測 + 自動對焦��； 參考：《天津大學》2016年碩士論文

【摘要】：隨著科學技術和社會生產(chǎn)的不斷發(fā)展,對工件的質量和生產(chǎn)率提出了越來越高的要求。在加工過程中,刀具的狀態(tài)直接決定了工件的質量,對刀具磨損進行監(jiān)測,及時把刀具的磨損信息反饋給機床的控制系統(tǒng),可以避免造成工件報廢和機床的損害;通過對刀具幾何形狀的檢測,可以調整機床加工參數(shù),補償加工軌跡,從而實現(xiàn)精密加工。針對刀具在機監(jiān)測和檢測需求,搭建了圖像采集系統(tǒng),并利用該平臺進行了自動對焦算法、刀具磨損監(jiān)測和刀具幾何形狀檢測等方面的研究。1.根據(jù)刀具在機檢測系統(tǒng)的需求,選擇合適類型和參數(shù)的相機、鏡頭、光源等設計并搭建圖像采集系統(tǒng)。在此基礎上,為了確保刀具位于相機的焦平面處,通過對比幾種對焦評價函數(shù)的對焦靈敏性并進行性能優(yōu)化,最后采用Brenner梯度函數(shù)結合超精密機床各軸的移動來實現(xiàn)自動對焦,通過先粗調后微調的調焦方式,加快了對焦過程,實現(xiàn)了高質量圖像的采集。2.對基于灰度值的模板匹配方法和基于形狀的模板匹配方法進行了研究,從匹配原理、系統(tǒng)穩(wěn)定性和運算效率三個方面對兩種匹配方法的適用性進行分析,并將金字塔算法應用于模板匹配過程中,實現(xiàn)了刀具磨損的快速、穩(wěn)定監(jiān)測。3.自主設計圓弧刃刀具幾何形狀檢測算法,并從算法效率、穩(wěn)定性和精度方面與輪廓分割圓弧擬合算法進行對比。結果表明,自主設計算法檢測穩(wěn)定性更佳,并且刀具形狀較差或者刀具磨損出現(xiàn)豁口時都能實現(xiàn)精確檢測。4.針對超出視野范圍的圓弧刃刀具,為了保證檢測精度,提出了基于刀具輪廓的拼接算法。采用輪廓識別、仿射變換、邊緣融合等技術保證了刀具輪廓的準確拼接,最后驗證了該拼接算法的檢測精度。
[Abstract]:With the development of science and technology and social production, the quality and productivity of workpiece are demanded more and more. In the process of machining, the state of the tool directly determines the quality of the workpiece. Monitoring the tool wear and feeding back the tool wear information to the control system of the machine tool in time can avoid the scrap of the workpiece and the damage of the machine tool. By measuring the geometric shape of the tool, the machining parameters can be adjusted and the machining track can be compensated, thus the precision machining can be realized. In order to meet the needs of tool monitoring and inspection, an image acquisition system is built, and the automatic focusing algorithm, tool wear monitoring and tool geometric shape detection are studied by using the platform. According to the requirements of the tool in machine detection system, the image acquisition system is designed and built by selecting the appropriate type and parameters of camera, lens, light source and so on. On this basis, in order to ensure that the tool is located at the focal plane of the camera, the focus sensitivity of several focusing evaluation functions is compared and the performance is optimized. Finally, Brenner gradient function combined with the movement of each axis of the ultra-precision machine tool is used to realize the automatic focusing. The focusing process is accelerated and the high quality image acquisition is realized by the focusing mode of coarse tuning and fine tuning. The template matching method based on gray value and the template matching method based on shape are studied. The applicability of the two matching methods is analyzed from three aspects: matching principle, system stability and operation efficiency. The pyramid algorithm is applied to the template matching process, and the tool wear is monitored quickly and stably. 3. The geometric shape detection algorithm of arc cutting tool is designed and compared with the contour segmentation arc fitting algorithm in terms of efficiency, stability and precision. The results show that the self-designed algorithm is more stable and can detect accurately when the tool shape is poor or the tool wear is gaping. In order to ensure the detection accuracy, an algorithm based on cutter contour is proposed for the arc edge cutter which is out of sight. The contour recognition, affine transformation and edge fusion techniques are used to ensure the accurate stitching of the tool contour. Finally, the detection accuracy of the proposed algorithm is verified.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG71;TP391.41

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本文編號：1787915