自20世紀(jì)60年代以來,三維測量儀作為產(chǎn)品質(zhì)量檢測儀器經(jīng)過不斷的更新發(fā)展,已成為工業(yè)生產(chǎn)制造的重要組成部分。傳統(tǒng)測量儀的檢測方式主要是利用人工測量,嚴(yán)重制約了三維測量儀的功能發(fā)揮。因此,為了實(shí)現(xiàn)自動測量、減少測量過程中的人工干預(yù),研制能適應(yīng)自動化生產(chǎn)的智能型三維測量儀非常必要。本文提出一種基于FPGA可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)給定的被測工件圖紙信息制定測量路徑進(jìn)行自動測量的智能型三維坐標(biāo)測量方案。整個三維測量系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及控制系統(tǒng)三個部分,上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃,讀取被測工件圖紙上的信息,設(shè)計(jì)出最優(yōu)的測量路徑,并將其傳送到控制系統(tǒng)中;執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括三維測量儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)框架,測頭系統(tǒng),驅(qū)動系統(tǒng)以及標(biāo)尺系統(tǒng);控制系統(tǒng)包括基于FPGA硬件部分及相應(yīng)的軟件控制部分,其中,FPGA硬件部分包括FPGA主板、萬兆網(wǎng)子板以及接口轉(zhuǎn)接板,軟件設(shè)計(jì)主要包括測頭信號的獲取,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向以及光柵尺數(shù)據(jù)讀取。同時,本文采用FPGA實(shí)現(xiàn)萬兆以太網(wǎng)傳輸被測工件的坐標(biāo)信息。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析,得到的三維測量儀的重復(fù)性精度已經(jīng)達(dá)到7.8um,同時采用萬兆以太網(wǎng)傳輸坐標(biāo)信息大大提高了傳輸速率,保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１三維測量儀的系統(tǒng)組成??１－工作臺２－移動橋架３－中央滑架４－Ｚ軸??

２．１三維測董儀系統(tǒng)組成??三維測量儀主要由控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及上位機(jī)組成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為系統(tǒng)框架，??標(biāo)尺系統(tǒng)，驅(qū)動系統(tǒng)，測頭系統(tǒng)。如圖２．１所示，執(zhí)行機(jī)構(gòu)由三個正交的具有剛性結(jié)構(gòu)??的直線運(yùn)動導(dǎo)軌構(gòu)成，同時三個方向?qū)к壣暇b有標(biāo)尺系統(tǒng)用來測量Ｘ軸、Ｙ軸和Ｚ??軸的位移值。測量儀的驅(qū)動系統(tǒng)一般都在Ｘ、Ｙ、Ｚ軸附近。測頭系統(tǒng)裝在Ｚ軸端部。??上位機(jī)主要實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，通過串口將路徑規(guī)劃文件傳送到ＦＰＧＡ控制系統(tǒng)，其中路徑??規(guī)劃文件主要包括被測工件待測點(diǎn)的大概位置信息和指定的移動方向信息；控制系統(tǒng)主??要由ＦＰＧＡ控制標(biāo)尺系統(tǒng)、測頭系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)，用來獲取被測工件上待測點(diǎn)的坐標(biāo)位??置信息，同時對讀取的光柵尺數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，傳送到ＰＣ機(jī)上。本章節(jié)主要介紹三維測??量儀的執(zhí)行機(jī)構(gòu)及主要零部件選型。??圖２．１三維測量儀的系統(tǒng)組成??１－工作臺２－移動橋架３－中央滑架４－Ｚ軸??５－測頭?６－控制系統(tǒng)７－上位機(jī)８－打印機(jī)??２．２三維測量儀的結(jié)構(gòu)??三維測量儀有各種類型，它們的操作需求、測量范圍和測量精度各不相同，可以根??據(jù)被測工件的形狀、大小、復(fù)雜程度等選用不同結(jié)構(gòu)類型的測量儀［１５］。三維測量儀的基??本結(jié)構(gòu)可分為以下４種：??１、移動橋式??移動橋式結(jié)構(gòu)是當(dāng)前使用最廣泛，搭建最方便的一種結(jié)構(gòu)形式。從圖２．２可以看出，??這種結(jié)構(gòu)有相互正交的三個方向運(yùn)動導(dǎo)軌，Ｚ方向?qū)к壯b有探測系統(tǒng)，且裝在Ｙ方向?qū)??６??

圖２．３固定橋式結(jié)構(gòu)??、

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2973094