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刀具预调仪的调焦技术应用研究
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刀具预调仪的调焦技术应用研究
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1610型刀具预调测量仪的研制
优质期刊推荐计算机视觉二维刀形检测及刀具预调仪系统的研究--《电子测量与仪器学报》1998年03期
计算机视觉二维刀形检测及刀具预调仪系统的研究
【摘要】：本文论述了一种基于计算机视觉测量的刀具预调及刀形检测系统，分析了系统结构和测量原理，以及视觉系统硬件软件的结构及实现方法，并给出了相关的测量实验数据。系统的研制实现了高效、客观、自动化的刀具检测，为高精度加工提供了保障。
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TP274【正文快照】：
1前言数控加工具有精度高、效率高、自动化程度高等特点，是机械加工的发展方向。刀具检测的作用是迅速而准确的测量出每把刀具的几何参量并输入计算机，从而形成数控机床和加工中心的刀具信息库，以便在加工中用程序控制刀具在切削时的运动轨迹，实现高精度的加工。目前，英
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刘力双;[D];天津大学;2006年
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京公网安备75号刀具预调测量仪关键技术的研究--《河北工业大学》2007年硕士论文
刀具预调测量仪关键技术的研究
【摘要】：
刀具预调测量仪是数控机床及加工中心的必要设备。随着我国数控机床、加工中心的应用日益普及,能够对刀具参数快速准确测量的刀具预调测量仪的需求也日益增加。而国内生产的刀具预调测量仪主要是光学投影式,依靠人眼瞄准进行测量,不但测量速度慢而且还会带来主观误差,严重影响生产效率。而国外生产的光电式刀具预调测量仪不但能够自动识别刀具切削点进行测量,还能测量刀具的角度、圆弧半径等参数,并带有可与加工设备通信的接口,可将测量结果直接传到加工设备中。
由于光电式刀具测量仪具有自动化程度高、测量参数多样化等优点,近几年来国内厂家也纷纷研制,但目前为止形成产品的并不多见。本课题研究的关键技术,就是把传统的光学投影式刀具预调测量仪改造成光电式刀具预调测量仪,实现光电式刀具预调测量仪的国产化。光电式刀具预调测量仪是以图像视觉测量为基础,是集光学、机械、电子、计算机、精密测量技术于一体的刀具参数测量仪器,能够迅速对数控加工所需的刀具尺寸进行测量。本研究主要完成以下工作:
1.对刀具预调测量仪总体结构进行设计,分析了刀具预调测量仪系统的各部分组成、各组成部分的作用以及它们之间的关系,指出了仪器各组成部分的具体要求。在原有的刀具预调测量仪系统基础上进行设计改造,安装了二维CMOS数字摄像机,根据仪器精度要求完成了成像镜头的设计,位移检测设备的选型,对照明系统进行了改造。
2.对图像预处理算法进行了研究,主要包括:彩色图像灰度化算法,各种滤波算法。
3.对刀具特征点提取相关的算法进行了研究。详细讨论了图像分割算法以及亚像素边缘点提取算法。并将不同的滤波算法和亚像素提取算法相结合进行了亚像素提取实验研究。提出了一种亚像素边缘点提取方法——通过阈值分割结合边缘微分确定像素级边缘,再利用多项式拟合法提取亚像素边缘。
4.研究了数字摄像机标定理论完成了刀具预调测量仪标定方法的设计,提出了一种适合本系统的标定模型。深入研究了调焦评价函数,并提出了一种基于边缘宽度的调焦评价方法。
5.通过VC++软件技术解决了刀形实时显示、数据处理、仪器状态参数的保存并实现了刀具测量结果的简单管理以及测量报告的打印。通过软件技术实现了防止软件的非法拷贝。
6.对刀具预调测量仪的误差来源进行了分析,并进行了必要的实验。
【关键词】：
【学位授予单位】：河北工业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2007【分类号】：TP391.41【目录】：
Abstract5-9
第一章 绪论9-14
§1-1 课题提出背景9
§1-2 对刀的基本概念9
§1-3 刀具预调测量原理9-10
§1-4 刀具预调测量仪工作原理10-11
§1-5 刀具预调测量仪的种类11
§1-6 刀具预调测量仪的国内外现状11-12
§1-7 本课题研究的关键技术12-13
§1-8 本章小结13-14
第二章 刀具预调测量仪硬件总体方案设计14-22
§2-1 测量仪主机的机械结构14
§2-2 系统功能需求及指标14-21
2-2-1 图像数据采集模块15-20
2-2-2 光栅数据采集模块20
2-2-3 数据处理及控制模块20
2-2-4 触摸屏人机接口模块20-21
§2-3 计算机及其接口电路总体框图21
§2-4 本章小结21-22
第三章 刀具图像的预处理22-26
§3-1 数字图像处理方法概述22-23
3-1-1 空间域处理22
3-1-2 频率域处理22-23
§3-2 数字图像预处理研究23-25
3-2-1 彩色图像灰度化23
3-2-2 图像噪声的消除23-25
§3-3 本章小结25-26
第四章 刀具图像的分割及亚像素提取26-38
§4-1 视觉测量的图像分割26-33
4-1-1 根据边界进行分割26-28
4-1-2 基于阈值进行区域分割28-32
4-1-3 处理方法的确定32-33
§4-2 亚像素细分算法的研究33-37
4-2-1 基于矩保持的技术33-34
4-2-2 利用一阶期望值技术34-35
4-2-3 利用拟合技术35-37
§4-3 本章小结37-38
第五章 摄像机的标定及调焦评价函数38-46
§5-1 摄像机数学模型38-39
§5-2 图像坐标系、摄像机坐标系与世界坐标系以及它们之间的互相转换39-42
§5-3 测量系统标定方法42-43
§5-4 调焦评价函数43-45
5-4-1 Variance函数43
5-4-2 Tenengrad函数43
5-4-3 Brenner函数43-44
5-4-4 梯度评价函数44
5-4-5 基于边缘宽度的评价函数44-45
§5-5 本章小结45-46
第六章 系统软件的开发46-50
§6-1 使用VC++进行软件开发的优势46-47
§6-2 USB摄像机以及光栅接口卡的控制47-48
§6-3 图像数据处理以及处理结果的显示48-49
6-3-1 刀尖坐标以及刀具前角、仰角、刀尖圆角的提取48-49
6-3-2 处理结果的图形显示49
§6-4 程序的防拷贝技术49
§6-5 本章小结49-50
第七章 刀具预调测量仪的误差分析及测量结果50-55
§7-1 系统的测量误差分析50-52
7-1-1 硬件误差50-51
7-1-2 环境误差51-52
§7-2 测量数据分析52-53
7-2-1 亚像素提取稳定性试验52-53
7-2-2 实测刀具精度实验53
§7-3 误差补偿技术53-54
§7-4 本章小结54-55
第八章 结论与展望55-56
参考文献56-59
攻读学位期间所取得的相关科研成果60
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