發(fā)布時間：2020-04-28 23:20

【摘要】：隨著制造業(yè)和科學技術的快速發(fā)展,工業(yè)對零部件的尺寸精度提出了更嚴的要求。測量器具(如游標卡尺、千分尺、百分表等)被廣泛地應用到機械加工中,其準確度是零部件質量的保證。游標卡尺作為常用量具,現(xiàn)階段其檢定方法依舊以人工檢定為主,檢定過程重復性大、效率低,檢定結果易受人為因素影響。為有效解決這一系列的檢定問題,提高檢定精度,本文提出了一種以機器視覺為核心技術的游標卡尺自動檢定裝置。游標卡尺自動檢定裝置是集機械系統(tǒng)、機電控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)及圖像處理系統(tǒng)于一體化的智能檢定儀器。采用高精密度光柵尺位移傳感器代替檢定用標準量塊作為測量標準,其運動方向與游標卡尺的移動方向于同一直線上,減小阿貝誤差;利用步進電機代替人工操作方式,驅動滾珠絲桿,控制滑塊運動,帶動游標卡尺移動,通過對運動控制驅動系統(tǒng)及反饋控制的設計,實現(xiàn)檢定系統(tǒng)的伺服閉環(huán)運動控制,從硬件上保證了高精度游標卡尺檢定的精度要求;采用機器視覺技術代替人眼實時采集游標卡尺示值圖像,經(jīng)圖像處理得卡尺數(shù)值,并與光柵尺比較得到示值誤差;采用物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術,將檢定數(shù)據(jù)實時傳送到遠程計算機并存入計量信息管理系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡傳輸與存儲。該裝置的研制不僅提高了游標卡尺示值檢定裝置的精密度和準確性,而且使整個檢定過程可自動操作,節(jié)省人力,提高檢定效率。
【圖文】：

圖 1.1 檢定系統(tǒng)框架示意圖上內容的分析及 JJG30-2012《通用卡尺檢定規(guī)程》的要內容包括：統(tǒng)工作原理及總體結構設計：研究系統(tǒng)方案設計的指導系統(tǒng)軟件的整體架構。械系統(tǒng)：針對不同規(guī)格和結構的游標卡尺，設計相應的自由度；研究基座平臺三維動態(tài)特性，采用彈性力學理荷和剛度，確定基座機械結構；研究基座系統(tǒng)中的摩擦高精度定位控制的影響，通過自適應動態(tài)表面控制方案補償在一個近似線性階段運動系統(tǒng)的摩擦和齒隙的非線的機械結構，減小基座系統(tǒng)的運行誤差，提高整個裝置的電控制系統(tǒng)：研究裝置驅動與傳動系統(tǒng)匹配的有效性，，提高控制精度；根據(jù)步進電機速度理論曲線，計算有轉矩大小等參數(shù)，完成驅動系統(tǒng)；對比不同類型測量位

由于標準量塊的局限性，在目前研究的檢定裝置中不能作為標量值被引入，需重新定義能代替標準量塊的標準量具或高精度傳感器。系統(tǒng)終選用高精度光柵尺位移傳感器作為標準量具，將其得到的標準量值與被檢標卡尺示值進行比較分析，得到示值誤差。為了保證游標卡尺示值的檢定精度，在系統(tǒng)的研發(fā)過程中，必須嚴格重視準量值和游標卡尺示值的獲取。光柵尺位移傳感器作為標準量具獲取標準量，作為整個檢定系統(tǒng)的示值基準，是決定系統(tǒng)精度至關重要的因素，因此對柵尺的精度要求及選型非常重要。游標卡尺作為被檢對象，其示值的獲取也常關鍵，示值獲取不精準，得到的示值誤差也會偏大，最終對被檢游標卡尺合格率也會產(chǎn)生較大的影響。為了解決上述問題，結合國內外研究現(xiàn)狀，系最終選用將計算機作為系統(tǒng)控制中心，采用高精密度的光柵尺代替檢定用標量塊作為測量標準，利用步進電機驅動方式代替人工移動游標卡尺，采用機視覺 CCD 攝像頭及圖像處理技術代替人眼和大腦分別采集和識別游標卡尺值，采用計算機數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析比較示值誤差，最終存儲游標卡尺示值檢數(shù)據(jù)及示值誤差值。整個系統(tǒng)工作原理框架流程如圖 2.1 所示。
【學位授予單位】：中國計量大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH711;TP391.41

【參考文獻】

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本文編號：2643970