基于图像处理技术的刀具测量系统

阐述了一种高精度刀具测量系统。被测刀具采用白炽灯照明。其图像由数码相机摄取并通过USB接口传输到计算机中 ,图像处理程序采用Zernike正交矩亚像素算法提取刀具轮廓 ,计算出刀具的精确几何参数 ,并从串口输出。文章详细讨论了Zernike正交矩算法 ,并对实际测量结果进行了分析 ,证明系统精度可达到 4 μm。

数字刀具测量系统的研究

刀具的几何参数是影响数控机床加工精度和生产效率的重要因素。研究了基于计算机视觉检测技术的高精度刀具测量系统,分析了运行原理和功能模块,并对关键技术做了论述。系统实现了对刀具的刀尖切削特征点、圆弧半径和切削角参数的自动精确测量,并将数值反馈到数控机床刀具数据库,具有较高的效率、精度和自动化程度。实验结果证明,系统测量重复性精度可达3μm。

基于图像处理的数字刀具测量仪实验研究

研究了一种基于数字图像处理技术的高精密刀具测量仪。仪器使用红色LED光源垂直照射被测刀具,CCD数码相机采集刀具图像并转换成数字信号,通过通用串行总线接口传入计算机并由数字图像处理软件进行处理。图像处理软件采用一种改进的自动调焦算法实现大范围快速调焦,采用一种新的相机标定方法求解精确的标定参数,采用一种复合型亚像素边缘检测算法提取刀具边缘。仪器具有精度高和自动化程度高等优点,为数控加工中心的高精密加工提供了保证。实验结果证明:仪器的重复性测量精度可达3μm。

影像处理刀具测量仪的软件补偿

绝对零点的选择对误差的分析和补偿有重要的作用,通过对DJCLY92B自身特点分析,选择出一个合适的位置作为绝对零点,并以此为基础,按照自订的方法进行系统的标定。标定过程是采用离散点计数的方式进行,而在整个产品软件补偿的工作中不能仅仅通过离散点的补偿而达到测量系统的误差补偿。因此,采用三次样条的方法对标定过程中的离散点进行插值计算,把离散点"联成"连续变量,从而使DJCLY92B测量软件的补偿过程易程序化。实验验证了此方法效果很好,经过"标定—补偿—再标定—再补偿"的步骤后,完全可达到产品既定的精度要求,并总结作为DJCLY92B的标准供后续产品使用。

基于计算机视觉的数字刀具测量系统研究

刀具的几何参数是影响数控机床加工精度和生产效率的重要因素。研究了基于计算机视觉检测技术的高精度刀具测量系统,分析了运行原理和功能模块,对关键技术做了论述。系统实现了对刀具的刀尖切削特征点、圆弧半径和切削角参数的自动精确测量,并将数值反馈到数控机床刀具数据库,具有较高的效率、精度和自动化程度。实验结果证明,系统测量重复性精度可达3μm。

基于DSP的刀具测量仪运动控制系统研究

搭建"PC+运动控制器+步进电机"嵌入式刀具测量仪控制系统,对刀具测量仪运动控制系统进行研究,进行刀具测量仪运动控制系统的总体框架和控制算法分析。提出X、Y轴运动模块采用导轨、滑块和导轨副,Z轴移动采用步进电机和滚珠丝杠结构,视觉模块采用CCD数码相机采集图像信号,控制系统采用固高GTS系列运动控制卡的方法,上位机控制软件通过运动控制卡驱动各轴步进电机,利用改进的PID控制算法和S形速度规划方法,完成预期的轨迹规划。

高精度刀具测量仪的视觉系统研究与设计

为了改善传统刀具测量仪重复测量精度低的问题,对刀具测量仪的视觉系统进行了深入的分析,并设计了刀具测量仪的视觉系统。通过光路分析和理论计算确定系统的指标参数,并以此参数为依据结合ZEMAX光学软件对视觉系统进行了详细的设计,通过控制景深大小来提高系统重复性。实验表明,应用这套视觉系统的刀具测量仪重复测量精度达到±2μm。

机械制造基础课程刀具测量实验的信息化探索

结合机电一体化和信息技术,克服传统实验仪器的不足,设计一种适用于机械制造基础课程的新型车刀角度测量实验仪器,并配套基础分析软件,对刀具工作部分几何参数进行方便的数字化采集,利用软件进行刀具的三维建模和静态角度计算,有效提高刀具测量效率和精度,可辅助绘制刀具角度剖面图。成果目前已在机械基础教学基地加以实践,教学效果较好。

非接触式刀具测量仪X转动轴设计

本文实现了非接触式刀具测量仪X转动轴设计,包括非接触式刀具测量仪X轴驱动设计,用于传递两个回转轴扭矩的联轴器的转速及转矩计算,并完成了联轴器的选型,建立了基于SolidWorks的非接触式刀具测量仪X转动轴模型。通过实验验证,证明该结构具有良好的稳定性和灵活性。

HPA刀具测量系统的校准

HPA刀具测量系统是目前数控车床中较为普遍使用的刀具自动测量系统。着重介绍了刀具自动测量系统的初始校准。

单啮测量法在齿轮刀具测量中的应用

GB6032—85直齿插齿刀通用技术条件中规定了“周节偏差”这一技术要求。周节偏差这一项目,传统的节距法测量(在万能测齿仪上进行)不能直接得出其误差值,要通过计算间接求出。因而,检测一件五十个齿的插齿刀的一个侧面,用一般的计算器进行计算。

基于聚焦深度法的刀具几何参数三维测量方法

刀具几何参数的精确测量是评估刀具性能的关键。针对复杂刀具几何参数难以测量的问题,基于聚焦深度法对其端面几何参数进行三维测量。首先,提出了一种适用于刀具端面序列图像的改进双阈值Tenengrad聚焦评价函数,通过局部像素分析确定了函数最佳计算窗口大小,在清晰度比率、陡峭度、清晰变化率、局部波动量评价指标下与常用聚焦函数进行了对比,验证了所提函数在计算刀具端面序列图像时更具有优势;其次,通过自适应sigmoid函数的图像增强算法实现了高对比度的刀具端面序列图像的获取,提升了三维测量效率,基于RANSCA算法对刀具后刀面点云表面进行平面拟合并提出了端面几何参数向量计算方法;最后,通过所构建的刀具测量系统对标准量块的阶梯深度进行了测量,误差为0.32%,并实现了刀具后刀面的三维形貌还原,进一步对主切削刃内、外刃顶角和直径参数进行测量。实验结果表明:顶角测量误差<0.3°,直径测量误差<3μm,优于Tenengrad函数对应角度(<1.9°)及直径(<13μm)测量结果,满足复杂刀具对角度(<0.5°)和直径(<10μm)的测量精度要求。

自动机外刀具长度测量装置的设计与实验研究

为解决数控加工中心对刀效率不高的问题,设计并制作了一种基于Arduino开发板以步进电机为驱动的自动机外刀具长度测量装置。阐述了该装置的结构设计、测量原理、硬件和软件实现过程。通过实验验证,该装置的测试稳定性为0.007 5 mm~0.031 0 mm,测量准确度为0.001 2 mm~0.098 2 mm。该装置成本低且能满足数控加工中心的基本对刀需求,可提高机床的使用效率。

基于机器视觉的刀具几何参数测量技术

为了适应金属切削刀具理论研究和生产实践对于刀具几何参数快速、准确在线测量的要求 ,在Lab VIEW平台上开发了基于机器视觉的刀具测量系统 ,利用边缘检测、亚像素精度等图像处理技术 ,实现对车刀各参考平面内的主要几何参数的非接触测量。测量结果表明 。

基于视觉式刀具测量的刀刃轮廓整体拟合

为解决传统视觉式刀具测量仪采用的分段拟合方法在测量严重磨损刀刃时误差较大的问题,提出一种基于单一函数表达式的刀刃轮廓散点的整体拟合方法。首先采用改进的k-余弦曲率算法提取刀刃轮廓曲线角点,并使用最小二乘法进行分段拟合;然后确定刀刃轮廓曲线拟合目标函数的单一表达式,并在分段拟合结果的基础上,通过Levenberg-Marquardt迭代法进行非线性整体拟合。实验结果表明,整体拟合方法对严重磨损刀具测量时,能在保证目标函数曲线连续性的基础上,提高拟合精度达20%以上,这大幅度提高了刀具的测量精度及算法的稳健性。

刀具修磨中的测量技术

数控工具磨床是现代加工制造领域中复杂形状刀具制造和修磨的关键设备，要加工出高性能的刀具，数控工具磨床必须安装高精度的自动测量和对刀系统。本文详细讨论了数控工具磨床中的刀具测量技术。

基于视觉的刀具参数高精度测量

为满足现代制造业对刀具几何参数快速、高精度的测量要求,用高速CCD摄像机、远心镜头及可调的LED光源搭建刀具图像的采集系统,且在VS2010平台上用简单高效的C#语言开发基于机器视觉的具有可视化快速调焦功能的刀具几何测量系统。采用亚像素边缘提取法精准定位刀具边缘,设计一个快速调焦提示法。实验结果表明,该测量系统重复测量精度不超过2μm,速度快,鲁棒性好,极大提高了需要预知刀具参数来控制刀具运动轨迹的数控机床和加工中心的工作效率和加工质量。

一种基于面结构光的刀具三维测量系统

提出一种基于面结构光的刀具三维测量系统。该系统由计算机、CCD摄像机、投影仪以及刀具转台组成。采用多频外差相移法对刀具包裹相位进行展开,并得出刀具的绝对相位。基于张正友标定法,提出采用50%灰度棋盘格和黑白棋盘格对CCD摄像机-投影仪标定的方法。在系统标定的基础上对刀具进行三维测量实验,得出刀具的三维点云,并重建出刀具的三维模型。实验结果表明,该系统能够准确的对刀具进行三维测量,为其他复杂刀具的测量奠定基础。