發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 01:00

【摘要】：工件尺寸測(cè)量一直是測(cè)量領(lǐng)域很重要的一個(gè)研究課題。隨著時(shí)代的進(jìn)步,我國(guó)對(duì)檢測(cè)技術(shù)手段的先進(jìn)性也提出了更高的要求,但由于檢測(cè)技術(shù)在我國(guó)發(fā)展相對(duì)緩慢,導(dǎo)致工件尺寸測(cè)量領(lǐng)域的自動(dòng)化整體水平程度不高。本文研究并設(shè)計(jì)了一種基于激光三角測(cè)量和圖像測(cè)量的小型工件尺寸非接觸測(cè)量及管理分析系統(tǒng)。為提高工件尺寸測(cè)量的自動(dòng)化水平,所研究的系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為控制核心,激光位移傳感器和相機(jī)為測(cè)量工具的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),并建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。為了確保測(cè)量系統(tǒng)的可靠性,分析了測(cè)量系統(tǒng)的誤差,上位機(jī)采用Visual Studio C++開發(fā)平臺(tái)作為系統(tǒng)開發(fā),下位機(jī)是STM32F405開發(fā)板,使用KEIL5編程。文章論述了測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)的構(gòu)成和總體設(shè)計(jì)方案以及各部分功能的實(shí)現(xiàn),對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)原理進(jìn)行了理論分析,綜合分析工件尺寸測(cè)量的發(fā)展歷程,提出工件尺寸測(cè)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案;編寫上位機(jī)控制系統(tǒng)軟件,其主要包括運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制、通信和數(shù)據(jù)采集、人機(jī)交互界面等;設(shè)計(jì)下位機(jī)控制器接口電路;介紹了對(duì)激光位移傳感器的光束方向向量、旋轉(zhuǎn)軸以及相機(jī)的標(biāo)定過程,對(duì)其中的激光測(cè)量坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換進(jìn)行了較為深入的描述,給出了相應(yīng)的標(biāo)定算法,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。下位機(jī)采集各種測(cè)量信號(hào)與數(shù)據(jù),并口的TTL信號(hào)實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與工控機(jī)的并行傳輸通訊,串口和USB口讀取光柵尺數(shù)據(jù),RS422總線連接激光與下位機(jī),網(wǎng)絡(luò)傳輸激光數(shù)據(jù),網(wǎng)口連接相機(jī)與工控機(jī)。工控機(jī)進(jìn)行全局管理,用一套軟件完成數(shù)據(jù)采集并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi),軟件后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析等,能直觀顯示誤差數(shù)據(jù),打印報(bào)表,實(shí)現(xiàn)工件尺寸測(cè)量的數(shù)字化管理,提高了檢測(cè)效率及準(zhǔn)確性,并且測(cè)量時(shí)無需人工操作,能自動(dòng)完成對(duì)工件五個(gè)截面的測(cè)量。最后,通過對(duì)一系列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,得到了系統(tǒng)的誤差,驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的可行性,在實(shí)際的測(cè)量中能夠滿足要求。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP311.52;TH74
【圖文】：

圖 2-1 激光三角反射式測(cè)量原理計(jì)方案施形式多樣，形狀比較復(fù)雜，測(cè)量要素多，因此運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與高精度激光位移傳感器以及攝影測(cè)及光柵傳感器與機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)配合以掃描方式通過軟件處理的方式對(duì)工件外圍輪廓的數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)重建模型，從而獲得各個(gè)尺寸信息。密工作臺(tái)按照預(yù)先給定的運(yùn)動(dòng)軌跡可實(shí)現(xiàn)三維，微控步進(jìn)電機(jī)負(fù)責(zé)帶動(dòng)五個(gè)軸掃描工件表面、寬、高、孔徑、孔距等功能。以工件的底面作

圖 2-2 工件尺激光通過光三角法掃描工件表標(biāo)數(shù)據(jù)在軟件中進(jìn)行處理，可得到通過對(duì)工件的孔位測(cè)量得到孔位的測(cè)量方法的結(jié)合即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的尺 工件的外形輪廓尺寸用激光三角 工件側(cè)面的孔位直徑和孔間距， 頂部的孔徑及孔位間距可以通過測(cè)量； 對(duì)于上述動(dòng)作不能測(cè)量到的部位議進(jìn)行二次裝夾后測(cè)量。2.3.2 系統(tǒng)組成

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本文編號(hào)：2737517