【摘要】：隨著制造業(yè)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,工業(yè)對(duì)零部件的尺寸精度提出了更嚴(yán)的要求。測(cè)量器具(如游標(biāo)卡尺、千分尺、百分表等)被廣泛地應(yīng)用到機(jī)械加工中,其準(zhǔn)確度是零部件質(zhì)量的保證。游標(biāo)卡尺作為常用量具,現(xiàn)階段其檢定方法依舊以人工檢定為主,檢定過程重復(fù)性大、效率低,檢定結(jié)果易受人為因素影響。為有效解決這一系列的檢定問題,提高檢定精度,本文提出了一種以機(jī)器視覺為核心技術(shù)的游標(biāo)卡尺自動(dòng)檢定裝置。游標(biāo)卡尺自動(dòng)檢定裝置是集機(jī)械系統(tǒng)、機(jī)電控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)及圖像處理系統(tǒng)于一體化的智能檢定儀器。采用高精密度光柵尺位移傳感器代替檢定用標(biāo)準(zhǔn)量塊作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),其運(yùn)動(dòng)方向與游標(biāo)卡尺的移動(dòng)方向于同一直線上,減小阿貝誤差;利用步進(jìn)電機(jī)代替人工操作方式,驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿,控制滑塊運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)游標(biāo)卡尺移動(dòng),通過對(duì)運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及反饋控制的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)檢定系統(tǒng)的伺服閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制,從硬件上保證了高精度游標(biāo)卡尺檢定的精度要求;采用機(jī)器視覺技術(shù)代替人眼實(shí)時(shí)采集游標(biāo)卡尺示值圖像,經(jīng)圖像處理得卡尺數(shù)值,并與光柵尺比較得到示值誤差;采用物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù),將檢定數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)并存入計(jì)量信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸與存儲(chǔ)。該裝置的研制不僅提高了游標(biāo)卡尺示值檢定裝置的精密度和準(zhǔn)確性,而且使整個(gè)檢定過程可自動(dòng)操作,節(jié)省人力,提高檢定效率。
【圖文】：

圖 1.1 檢定系統(tǒng)框架示意圖上內(nèi)容的分析及 JJG30-2012《通用卡尺檢定規(guī)程》的要內(nèi)容包括：統(tǒng)工作原理及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：研究系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的指導(dǎo)系統(tǒng)軟件的整體架構(gòu)。械系統(tǒng)：針對(duì)不同規(guī)格和結(jié)構(gòu)的游標(biāo)卡尺，設(shè)計(jì)相應(yīng)的自由度；研究基座平臺(tái)三維動(dòng)態(tài)特性，采用彈性力學(xué)理荷和剛度，確定基座機(jī)械結(jié)構(gòu)；研究基座系統(tǒng)中的摩擦高精度定位控制的影響，通過自適應(yīng)動(dòng)態(tài)表面控制方案補(bǔ)償在一個(gè)近似線性階段運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦和齒隙的非線的機(jī)械結(jié)構(gòu)，減小基座系統(tǒng)的運(yùn)行誤差，提高整個(gè)裝置的電控制系統(tǒng)：研究裝置驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)系統(tǒng)匹配的有效性，，提高控制精度；根據(jù)步進(jìn)電機(jī)速度理論曲線，計(jì)算有轉(zhuǎn)矩大小等參數(shù)，完成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；對(duì)比不同類型測(cè)量位

由于標(biāo)準(zhǔn)量塊的局限性，在目前研究的檢定裝置中不能作為標(biāo)量值被引入，需重新定義能代替標(biāo)準(zhǔn)量塊的標(biāo)準(zhǔn)量具或高精度傳感器。系統(tǒng)終選用高精度光柵尺位移傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)量具，將其得到的標(biāo)準(zhǔn)量值與被檢標(biāo)卡尺示值進(jìn)行比較分析，得到示值誤差。為了保證游標(biāo)卡尺示值的檢定精度，在系統(tǒng)的研發(fā)過程中，必須嚴(yán)格重視準(zhǔn)量值和游標(biāo)卡尺示值的獲取。光柵尺位移傳感器作為標(biāo)準(zhǔn)量具獲取標(biāo)準(zhǔn)量，作為整個(gè)檢定系統(tǒng)的示值基準(zhǔn)，是決定系統(tǒng)精度至關(guān)重要的因素，因此對(duì)柵尺的精度要求及選型非常重要。游標(biāo)卡尺作為被檢對(duì)象，其示值的獲取也常關(guān)鍵，示值獲取不精準(zhǔn)，得到的示值誤差也會(huì)偏大，最終對(duì)被檢游標(biāo)卡尺合格率也會(huì)產(chǎn)生較大的影響。為了解決上述問題，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，系最終選用將計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)控制中心，采用高精密度的光柵尺代替檢定用標(biāo)量塊作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式代替人工移動(dòng)游標(biāo)卡尺，采用機(jī)視覺 CCD 攝像頭及圖像處理技術(shù)代替人眼和大腦分別采集和識(shí)別游標(biāo)卡尺值，采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析比較示值誤差，最終存儲(chǔ)游標(biāo)卡尺示值檢數(shù)據(jù)及示值誤差值。整個(gè)系統(tǒng)工作原理框架流程如圖 2.1 所示。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH711;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃群慧;賀俊;;中國(guó)制造業(yè)的核心能力、功能定位與發(fā)展戰(zhàn)略——兼評(píng)《中國(guó)制造2025》[J];中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì);2015年06期

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3 譚可;;游標(biāo)卡尺的使用、檢定和修理注意事項(xiàng)[J];工業(yè)計(jì)量;2012年S1期

4 陳偉;;游標(biāo)卡尺測(cè)量誤差原因分析[J];質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督研究;2012年01期

5 戴海港;宮寧生;郇洪江;;基于圖像處理技術(shù)的高精度儀表的自動(dòng)判讀[J];化工自動(dòng)化及儀表;2010年08期

6 蔣書運(yùn);祝書龍;;帶滾珠絲杠副的直線導(dǎo)軌結(jié)合部動(dòng)態(tài)剛度特性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年01期

7 但渝霞;;游標(biāo)卡尺測(cè)量誤差來源分析[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2009年08期

8 張帆;;游標(biāo)卡尺的使用、維護(hù)與檢定[J];計(jì)量與測(cè)試技術(shù);2009年06期

9 榮盤祥;何志軍;;步進(jìn)電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2009年02期

10 韓麗華;班新龍;;游標(biāo)卡尺阿貝誤差影響因素的測(cè)定與分析[J];包頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年03期

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3 張坤;直線基準(zhǔn)的測(cè)量修正技術(shù)和直線度評(píng)定方法研究[D];華中科技大學(xué);2013年

4 王君鐸;基于CCD影像數(shù)據(jù)構(gòu)建DEM關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];天津理工大學(xué);2012年

5 陳蓉;基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的高精度儀表自動(dòng)檢定系統(tǒng)的研發(fā)[D];山東理工大學(xué);2008年

6 苗世迪;基于計(jì)算機(jī)視覺的機(jī)械零件尺寸測(cè)量研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2006年

7 馬濤;數(shù)字圖像處理在百分表檢定中的應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學(xué);2004年

8 于相慧;指示表自動(dòng)檢定儀[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2004年

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本文編號(hào)：2643970