影像在位測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造過(guò)程中的核心設(shè)備。在加工過(guò)程中，有著大量的檢測(cè)任務(wù)需要完成，包括夾具和零件的裝卡、找正、零件編程原點(diǎn)的測(cè)定、首件零件的檢測(cè)、工序間檢測(cè)和加工完成檢測(cè)等。因此，開(kāi)展面向數(shù)控機(jī)床的在位測(cè)量技術(shù)的研究具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義，將是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與制造無(wú)縫鏈接的重要紐帶，受到國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
　　 影像在位測(cè)量技術(shù)是要將影像測(cè)量?jī)x搬至數(shù)控機(jī)床，憑借影像測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)非接觸、高精度和高效率的幾何量在位測(cè)量，以彌補(bǔ)基于接

2、觸式觸發(fā)測(cè)頭的在位測(cè)量的不足。本文的研究目的是為組建基于影像測(cè)頭的數(shù)控機(jī)床影像在位測(cè)量系統(tǒng)做前期預(yù)演，以自行研制的一套影像測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為工作平臺(tái)，圍繞其中的關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)系統(tǒng)深入的研究，主要包括基于圖像對(duì)焦的三維影像測(cè)量、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量規(guī)劃(CAIP)、基于圖像/CAD模型的全屏目標(biāo)牽引、圖像邊緣檢測(cè)和幾何量測(cè)量等。本文主要的研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1.研制了一套影像測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，作為本文開(kāi)展相關(guān)研究的實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證平臺(tái)，其主

3、要由三維工作臺(tái)、影像測(cè)頭和顯微視覺(jué)測(cè)量軟件組成。
　　 2.以自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)中的圖像對(duì)焦法為對(duì)象，研究基于圖像對(duì)焦的三維影像測(cè)量。其中，本文結(jié)合步進(jìn)電機(jī)的特性，提出了一種基于不等步距的粗細(xì)結(jié)合的對(duì)焦搜索策略，且通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了被測(cè)工件的表面粗糙度對(duì)測(cè)量精度所造成的影響，并嘗試將誤差分離技術(shù)應(yīng)用于對(duì)焦測(cè)高。
　　 3.針對(duì)數(shù)控機(jī)床影像在位測(cè)量系統(tǒng)，初步開(kāi)發(fā)了一套面向影像測(cè)量的計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量規(guī)劃系統(tǒng)（V-CAIP系統(tǒng)），主要由測(cè)