【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,制造業(yè)呈現(xiàn)出向超大型和微型化兩個(gè)極端方向發(fā)展,微孔器件在微型化發(fā)展過程中應(yīng)用越來越廣泛,微孔加工精度直接決定微孔器件的使用性能,其檢測精度被廣泛關(guān)注。本文將接觸式微孔測量與光學(xué)非接觸式測量相結(jié)合,研究大深徑比的盲孔測量,主要研究內(nèi)容包括:(1)研究了光纖探針接觸式微孔測量的基本原理,重點(diǎn)探討了光纖探針、待測微孔和CCD攝像機(jī)三者在測量過程中的位置關(guān)系。因光纖探針和CCD攝像機(jī)相對靜止,測量不同深度微孔時(shí)無需調(diào)節(jié)相機(jī)焦距,降低了測量難度。進(jìn)而搭建了基于光纖探針的接觸式微孔測量平臺,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光纖探針接觸式微孔測量的理論與數(shù)據(jù)處理方法,分析了測量平臺的相關(guān)參數(shù)與性能。(2)將雙側(cè)遠(yuǎn)心相機(jī)應(yīng)用于微孔測量,提出基于主點(diǎn)坐標(biāo)的雙側(cè)遠(yuǎn)心相機(jī)理想成像數(shù)學(xué)模型,分析了相機(jī)畸變類型及原因,結(jié)合改進(jìn)的Tsai兩步標(biāo)定方法,得出遠(yuǎn)心相機(jī)的內(nèi)、外參數(shù)。實(shí)驗(yàn)表明,基于主點(diǎn)坐標(biāo)的相機(jī)成像模型在標(biāo)定誤差和相機(jī)畸變上均比公認(rèn)投影模型要小,驗(yàn)證了模型的優(yōu)越性。(3)在光纖探針制作中引入打磨和蒸鍍等工藝,改善了光纖探針性能。推導(dǎo)了點(diǎn)Hough變換圓檢測算法,提出改進(jìn)點(diǎn)Hough變換的圓檢測算法,并用于光纖探針測頭檢測。對直徑0.997mm、精度±1.5μm的三豐校正環(huán)規(guī)進(jìn)行測量得到其平均直徑0.99819mm,并進(jìn)一步對微孔及錐形盲孔進(jìn)行了測量,基于檢測數(shù)據(jù)擬合出被測微孔形廓,分析了影響微孔測量精度的因素。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN253;TG52
【圖文】：

探頭是否移動(dòng)計(jì)算接觸點(diǎn)坐標(biāo)測量下一個(gè)接觸點(diǎn)結(jié)束數(shù)據(jù)分析NYN圖 2-2 微孔測量流程圖。式微孔測量原理搭建了微孔測量平臺，光纖探針夾持器、3 為光纖探針、4 為待 為白光光源、7 為相機(jī)控制系統(tǒng)，相機(jī)相機(jī)左右擺動(dòng)，便于遠(yuǎn)心相機(jī)尋找微孔動(dòng)，利用高精度運(yùn)動(dòng)控制平臺控制待測結(jié)構(gòu)，當(dāng)待測微孔內(nèi)壁與光纖探針微球。

相機(jī)畸變的中心為遠(yuǎn)心相機(jī)像素坐標(biāo)系原點(diǎn)，即不考慮主點(diǎn)坐標(biāo)。選取一張圖片，圖2-12(a)表示各投影點(diǎn)基于本文推導(dǎo)相機(jī)模型的各角點(diǎn)畸變分布，(b)表示與之相對應(yīng)公認(rèn)模型的各角點(diǎn)畸變分布。各投影點(diǎn)的標(biāo)定誤差如圖 2-13(a)所示，最大標(biāo)定誤差為 1.009 像素，平均標(biāo)定誤差為 0.137 像素；圖 2-13(b)為(a)的沿標(biāo)定誤差軸方向的俯視圖，可明顯看出為 50×50 的標(biāo)定網(wǎng)格。(c)為考慮相機(jī)畸變前，各個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)定誤差分布，(d)為考慮相機(jī)畸變后，各個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)定誤差分布。(e)為不考慮主點(diǎn)坐標(biāo)考慮相機(jī)畸變前，各個(gè)角點(diǎn)的標(biāo)定誤差分布，(f)為不考慮主點(diǎn)坐標(biāo)考慮相機(jī)畸變后

222-13 選取一幅圖像標(biāo)定誤差對比情況。(a) 各角點(diǎn)標(biāo)定誤差分布，(b) 各角點(diǎn)標(biāo)定誤差，(c) 考慮主點(diǎn)坐標(biāo)、不考慮畸變各角點(diǎn)標(biāo)定誤差，(d) 考慮主點(diǎn)坐標(biāo)、考慮畸變各角點(diǎn)，(e) 不考慮主點(diǎn)坐標(biāo)、不考慮畸變各角點(diǎn)標(biāo)定誤差，(f) 不考慮主點(diǎn)坐標(biāo)、考慮畸變各誤差。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2758675