本文關(guān)鍵詞：金剛石砂輪形貌在位測(cè)量?jī)x嵌入式控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：砂輪作為磨削加工的磨削刀具,其表面形貌直接決定所加工表面的質(zhì)量�，F(xiàn)有多數(shù)砂輪測(cè)量設(shè)備需要將砂輪從磨床拆卸后重新定位在測(cè)量?jī)x器上,這一過(guò)程使得實(shí)時(shí)觀測(cè)加工過(guò)程中磨具的變化趨勢(shì)難以實(shí)現(xiàn)。為準(zhǔn)確的獲得砂輪全壽命表面形貌變化過(guò)程,就需要研制針對(duì)砂輪表面形貌的在位檢測(cè)系統(tǒng)。然而,為實(shí)現(xiàn)這一功能,檢測(cè)系統(tǒng)需要具備多自由度精確運(yùn)動(dòng)能力,以適應(yīng)系列尺寸砂輪的大范圍表面檢測(cè),同時(shí)還需要系統(tǒng)在光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向?qū)崿F(xiàn)亞微米級(jí)的精確定位。這些要求都為在位檢測(cè)設(shè)備的研制提出了新的挑戰(zhàn)。本文基于嵌入式處理器在運(yùn)動(dòng)控制方面具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、易于集成的優(yōu)越性,針對(duì)集成聚焦合成和白光垂直掃描干涉原理的砂輪表面形貌測(cè)量?jī)x采集控制系統(tǒng)的便攜性需求,旨在通過(guò)嵌入式開(kāi)發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)砂輪表面形貌測(cè)量?jī)xXYZ方向步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制、圖像采集系統(tǒng)CCD的驅(qū)動(dòng)和壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì),提高控制系統(tǒng)的綜合適用性,實(shí)現(xiàn)砂輪表面形貌測(cè)量?jī)x采集控制系統(tǒng)的微型化。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于砂輪表面形貌測(cè)量的重要性,綜述了砂輪表面形貌在位測(cè)量的研究現(xiàn)狀和嵌入式系統(tǒng)在圖像采集處理中的應(yīng)用。分析了聚焦合成、白光垂直掃描干涉掃描的基本原理,據(jù)此提出砂輪表面形貌測(cè)量?jī)x運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)的參數(shù)性能。(2)研究系統(tǒng)優(yōu)化集成方案,采用以Raspberry Pi為核心的嵌入式開(kāi)發(fā)模塊,完成系統(tǒng)XYZ三個(gè)方向步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制,達(dá)到每轉(zhuǎn)200~10000步的控制;完成USB2.0接口CCD相機(jī)的驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)最高12fp/s的圖像采集速率;完成壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的硬件電路設(shè)計(jì),并在Linux操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)砂輪表面形貌測(cè)量?jī)x硬件驅(qū)動(dòng)和采集控制策略的融合。(3)為了實(shí)現(xiàn)對(duì)砂輪表面形貌測(cè)量?jī)x的良好驅(qū)動(dòng)控制,通過(guò)QT完成采集控制系統(tǒng)的人機(jī)交互控制界面,主要包括圖像顯示界面,步進(jìn)電機(jī)的控制界面,壓電陶瓷微位移平臺(tái)的控制界面。經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)方面的工作,本文搭建了砂輪形貌在位測(cè)量?jī)x的嵌入式驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)量?jī)x系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制,滿足在位檢測(cè)對(duì)運(yùn)動(dòng)控制的需求。
【關(guān)鍵詞】：表面形貌測(cè)量?jī)x 嵌入式集成 Linux 算法驅(qū)動(dòng)融合 QT 控制界面
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG743;TP273
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 引言9-19
• 1.1 課題來(lái)源9
• 1.2 課題研究的背景及意義9-10
• 1.3 砂輪表面形貌測(cè)量的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 嵌入式系統(tǒng)在圖像處理及控制中的應(yīng)用現(xiàn)狀11-16
• 1.4.1 基于嵌入式的圖像處理11-14
• 1.4.2 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用性能14
• 1.4.3 嵌入式用戶圖形界面14-16
• 1.5 本文主要內(nèi)容16-19
• 第2章 砂輪形貌測(cè)量?jī)x系統(tǒng)功能和嵌入式集成控制方案19-31
• 2.1 形貌測(cè)量?jī)x總體結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理19-22
• 2.1.1 聚焦合成的原理21
• 2.1.2 白光垂直掃描干涉基本原理21-22
• 2.2 形貌測(cè)量?jī)x系統(tǒng)參數(shù)22-27
• 2.2.1 光學(xué)系統(tǒng)及參數(shù)22-24
• 2.2.2 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和位置反饋系統(tǒng)24-27
• 2.3 控制系統(tǒng)嵌入式集成方案27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 第3章 測(cè)量?jī)x控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的嵌入式實(shí)現(xiàn)31-53
• 3.1 XYZ向電機(jī)嵌入式驅(qū)動(dòng)控制31-39
• 3.1.1 步進(jìn)電機(jī)細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理32-33
• 3.1.2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制33-39
• 3.2 CCD嵌入式驅(qū)動(dòng)39-44
• 3.2.1 CCD工作原理39-40
• 3.2.2 CCD的驅(qū)動(dòng)控制40-44
• 3.3 控制系統(tǒng)電源44-52
• 3.3.1 控制系統(tǒng)直流穩(wěn)壓電源44-45
• 3.3.2 壓電陶瓷概述45-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 測(cè)量?jī)x嵌入式控制策略及人機(jī)交互界面53-63
• 4.1 測(cè)量?jī)x嵌入式控制策略53-57
• 4.2 人機(jī)交互界面57-61
• 4.2.1 QT的體系結(jié)構(gòu)58-60
• 4.2.2 控制系統(tǒng)人機(jī)交互界面60-61
• 4.3 本章小結(jié)61-63
• 第5章 嵌入式控制系統(tǒng)功能測(cè)試及分析63-75
• 5.1 嵌入式表面形貌實(shí)時(shí)采集處理系統(tǒng)63-70
• 5.1.1 主控單元及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)63-64
• 5.1.2 系統(tǒng)實(shí)物搭建64-68
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析68-70
• 5.2 形貌測(cè)量?jī)x嵌入式控制系統(tǒng)性能測(cè)試70-73
• 5.3 本章小結(jié)73-75
• 第6章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 全文工作總結(jié)75
• 6.2 本文創(chuàng)新之處75-76
• 6.3 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-81
• 致謝81-83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文與研究成果83

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本文編號(hào)：619904