發(fā)布時間：2018-05-18 18:09

  本文選題：微焦CT + XPS��； 參考：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：工業(yè)CT作為一種無損掃描成像技術(shù),從1972年第一臺CT機(jī)誕生以來,已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。隨著科技和社會的進(jìn)步,制造工藝也在不斷改進(jìn)和精細(xì)化,普通的工業(yè)CT已不能滿足日漸復(fù)雜精密的工件結(jié)構(gòu)掃描需求,因此,研究具有更高定位精度和掃描精度的微焦CT已成為當(dāng)前的迫切需求。針對這些需求,本文研究了以NewportXPS為核心控制器的微焦CT控制系統(tǒng)的研制。首先,對微焦CT控制系統(tǒng)的射線源控制、探測器控制以及電源控制等運(yùn)動控制進(jìn)行了需求分析,并著重對運(yùn)動控制的定位精度、實(shí)時性和同步性進(jìn)行了研究。此外,系統(tǒng)還對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、人機(jī)界面、掃描監(jiān)控、安全聯(lián)鎖等功能進(jìn)行了可行性論證及分析。微焦CT控制系統(tǒng)以XPS-Q6為核心控制器,構(gòu)成分層分布式控制系統(tǒng)。上層控制采用工作站,實(shí)現(xiàn)整個控制系統(tǒng)的操作控制。工作站安裝有操作控制軟件,它直接面向用戶,根據(jù)用戶的要求完成參數(shù)設(shè)置、操作控制、數(shù)據(jù)采集、圖像重建等。下層控制器采用Newport的XPS-Q6六軸控制器。系統(tǒng)根據(jù)工作站的指令完成運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采樣控制、狀態(tài)查詢、安全聯(lián)鎖、電源控制等。其硬件組成有:微焦點(diǎn)射線源、探測器、精密機(jī)械機(jī)構(gòu)、控制器、計算機(jī)(含數(shù)據(jù)采集)和圖像重建與處理等子系統(tǒng)。系統(tǒng)的軟設(shè)計為:工作站和下位機(jī)的軟件控制均采用VS2010環(huán)境下的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言C++實(shí)現(xiàn),且工作站與下位機(jī)之間采用以太網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)通信,射線源與工作站之間采用RS-232串口通信協(xié)議,探測器與工作站之間使用Carema Link連接方式。此外,本文還對系統(tǒng)的直線運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的隨機(jī)誤差進(jìn)行了測量和初步校正,以實(shí)現(xiàn)具有更高精度掃描和更高圖像質(zhì)量的微焦CT控制系統(tǒng)。最后,在實(shí)際工程項目的基礎(chǔ)上,對幾種運(yùn)動控制方案進(jìn)行了運(yùn)行和測試,并取得了比較理想的效果,達(dá)到了微焦CT控制系統(tǒng)的要求。
[Abstract]:As a kind of nondestructive scanning imaging technology, industrial CT has been widely used in production and daily life since the first CT machine was born in 1972. With the progress of science and society, manufacturing technology is also improving and refining, ordinary industrial CT can no longer meet the increasingly complex and precise structural scanning requirements of the workpiece, therefore, It has become an urgent need to study microfocal CT with higher positioning accuracy and scanning accuracy. In order to meet these requirements, this paper studies the development of microfocal CT control system with NewportXPS as the core controller. Firstly, the requirements of ray source control, detector control and power source control of micro-focus CT control system are analyzed, and the positioning accuracy, real-time and synchronization of motion control are studied. In addition, the feasibility of data acquisition, man-machine interface, scanning and monitoring, security interlocking and other functions of the system is demonstrated and analyzed. The micro-focus CT control system uses XPS-Q6 as the core controller and constitutes a hierarchical distributed control system. The upper control adopts workstation to realize the operation control of the whole control system. The workstation is equipped with operation control software, which is directly oriented to users, and completes parameter setting, operation control, data acquisition, image reconstruction and so on according to the requirements of users. The lower controller adopts Newport XPS-Q6 six-axis controller. The system completes motion control, data sampling control, status query, security interlock, power supply control and so on according to the instruction of workstation. The hardware consists of micro-focus ray source, detector, precision mechanical mechanism, controller, computer (including data acquisition) and image reconstruction and processing subsystem. The software design of the system is as follows: the software control of the workstation and the lower computer is realized by the object-oriented programming language C in the VS2010 environment, and the communication between the workstation and the lower computer is realized by the Ethernet port. The RS-232 serial communication protocol is used between the ray source and the workstation, and the Carema Link connection is used between the detector and the workstation. In addition, the random errors of the linear and rotational motion of the system are measured and preliminarily corrected in order to realize the micro-focus CT control system with higher precision scanning and higher image quality. Finally, on the basis of actual engineering project, several motion control schemes are run and tested, and satisfactory results are obtained, which meet the requirements of micro-focus CT control system.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

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本文編號：1906669