微型零件完整成像測(cè)量?jī)x技術(shù)研究.pdf

1、隨著儀器、設(shè)備的日益小型化，微型零件應(yīng)用日益廣泛。由于常規(guī)測(cè)量手段的局限性，影像測(cè)量方法在微型零件測(cè)量中成為國(guó)內(nèi)外競(jìng)相發(fā)展的技術(shù)。然而這種方法必須面對(duì)視場(chǎng)和精度的矛盾，通常以犧牲視場(chǎng)為代價(jià)。而本文設(shè)計(jì)的檢測(cè)系統(tǒng)力求在滿(mǎn)足機(jī)械配合級(jí)精度的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大測(cè)量范圍，形成一種新型影像測(cè)量?jī)x器。 本文研究的系統(tǒng)通過(guò)圖像拼接來(lái)解決精度與視場(chǎng)的矛盾。首先使用高性能的圖像采集設(shè)備獲取滿(mǎn)足精度要求的局部圖像；之后，基于模板的圖像拼接方法能夠在保證精

2、度的前提下獲得零件的完整圖像，爾后的檢測(cè)任務(wù)則完全由對(duì)應(yīng)的圖像測(cè)量算法完成。 本論文完成的主要工作有以下三個(gè)方面： 成像系統(tǒng)的器件選型：針對(duì)被測(cè)微型零件的厚度特點(diǎn)評(píng)價(jià)其成像要求并選擇能夠進(jìn)行準(zhǔn)二維測(cè)量的鏡頭。通過(guò)成像質(zhì)量要求、與鏡頭視場(chǎng)的配合情況及測(cè)量精度要求選擇相機(jī)。根據(jù)被測(cè)幾何量的特點(diǎn)通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型光源的實(shí)驗(yàn)對(duì)比選擇合適凸顯零件邊緣與模板圖形的光源。 測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作：分析適用于本測(cè)量系統(tǒng)輪廓測(cè)量的照明方

3、式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析低角度照明光源在不同位置時(shí)被照?qǐng)D像亮度均勻性的變化確定了環(huán)形光源的位置。在顯微鏡機(jī)身基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并加工了工作距離和光軸垂直度可精確調(diào)節(jié)的機(jī)構(gòu)。在工作臺(tái)的設(shè)計(jì)中對(duì)比分析了四拼接所需要的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的可行方式并完成了制作。最后完成了完整成像測(cè)量?jī)x的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。 測(cè)量系統(tǒng)的調(diào)試：通過(guò)圖像像素當(dāng)量法初步分析了遠(yuǎn)心鏡頭的畸變對(duì)測(cè)量的影響。通過(guò)圖像清晰度的多種算法評(píng)測(cè)比較和實(shí)際圖像驗(yàn)證，找出了使用模板背景時(shí)適用于本硬件系統(tǒng)的清晰度評(píng)