超精密車床的光學對刀儀設(shè)計與實驗測試.pdf

1、在超精密加工領(lǐng)域中，零件的尺寸誤差在亞微米內(nèi)，表面粗糙度達到納米級。為了提高工件的加工質(zhì)量，不斷應(yīng)用新技術(shù)的同時，也加大了對刀精度的研究，其原因是，對刀精度將直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量，是實現(xiàn)超精密加工的首要條件。
　　當單點金剛石車刀加工球面或非球面光學零件或模具時，刀具在水平和高度方向的對刀誤差以及刀尖圓弧半徑的測量誤差會直接影響工件的尺寸和面形精度。光學對刀儀基于計算機視覺檢測技術(shù)，其利用工業(yè)相機采集刀具圖像，并對圖像進行處理，進而

2、獲取刀尖圓弧半徑和圓心坐標等參數(shù)對刀具進行預(yù)調(diào)，以實現(xiàn)刀具的精密對刀以及刀尖圓弧半徑的精密測量。因此，本文展開了光學對刀儀設(shè)計與測量算法研究，具體做了以下幾個方面的工作:
　　1、針對自動聚焦搜索中的往返運動帶來的定位誤差，提出用于光學對刀儀的自動聚焦模塊的二階段搜索聚焦策略，以提高自動聚焦的速度和精度。
　　2、針對刀尖圖像的特點，研究并分析圖像處理算法，其包括圖像的預(yù)處理、像素以及亞像素邊緣檢測、直線檢測、圖像拼接以及特

3、征參數(shù)的獲取，以確定能滿足對刀精度與實時性要求的圖像處理算法。
　　3、基于課題的應(yīng)用要求，設(shè)計光學對刀儀的整體架構(gòu)，并進行相關(guān)的軟件系統(tǒng)設(shè)計，以實現(xiàn)光學對刀儀的自動對刀。
　　4、針對現(xiàn)有棋盤格的大小無法滿足光學對刀儀的高倍率顯微鏡的視場的問題，提出一種使用虛擬棋盤格的張正友標定方法，以實現(xiàn)光學對刀儀的內(nèi)參數(shù)標定。
　　5、深入研究單應(yīng)矩陣以及坐標系之間的轉(zhuǎn)換理論，求取光學對刀儀與機床坐標系之間的相對位置關(guān)系，以實現(xiàn)