微結(jié)構(gòu)密集陣列沖點機(jī)床視覺在位檢測系統(tǒng)的研發(fā).pdf

1、近年來液晶顯示屏蓬勃發(fā)展，主要應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板電腦等數(shù)碼產(chǎn)品上。隨著顯示屏顯示品質(zhì)需求不斷提高，導(dǎo)光板微結(jié)構(gòu)精密制造技術(shù)要求也越來越高。為了解決導(dǎo)光板微結(jié)構(gòu)超精密制造科研難題，實現(xiàn)加工直徑范圍35-55μm的密集陣列小圓，加工誤差不超過3μm的目標(biāo)。本課題對微結(jié)構(gòu)密集陣列加工機(jī)床進(jìn)行需求分析，提出機(jī)器視覺在位檢測系統(tǒng)的研發(fā)與壓電陶瓷電壓-位移關(guān)系曲線兩個問題的研究。以下是本課題主要的研究內(nèi)容：
　　首先是圖像亞像素邊緣提

2、取。利用 Zernike矩77卷積核粗略檢測亞像素邊緣點，并通過實驗與理論分析77卷積核比55卷積核對邊緣有更多方向、更多細(xì)致的考察。接著在 Zernike矩檢測的結(jié)果圖上利用本課題設(shè)計的8個模板尋找小圓真正的邊緣，其中4個模板對小圓與坐標(biāo)軸交點的精確定位，另外4個模板從交點出發(fā)對小圓剩余的邊緣點進(jìn)行“地毯式”搜索，從而實現(xiàn)小圓的亞像素邊緣檢測。
　　其次是攝像機(jī)的標(biāo)定。本課題采用的是量子行為粒子群優(yōu)化算法（QPSO）進(jìn)行標(biāo)定。針

3、對攝像機(jī)的景深小、視野范圍窄的特點，本文提出了一種基于QPSO的初始值主觀估計法。這種方法是從攝像機(jī)各個參數(shù)的原理模型進(jìn)行科學(xué)、有效的估計，其優(yōu)點是無需標(biāo)定物、無需復(fù)雜算法、具有良好的收斂性。
　　最后是壓電陶瓷電壓-位移特性研究。設(shè)計兩組實驗，第一組：研究固定電壓變化率下電壓-位移關(guān)系曲線；第二組：研究不同的固定電壓變化率下的電壓-位移重復(fù)輸出特性。實驗結(jié)果表明：在100次/秒內(nèi)的固定電壓變化率內(nèi)，上升電壓曲線的不同峰值電壓、不

4、同固定電壓變化率的電壓-位移之間的關(guān)系曲線具有良好的重復(fù)輸出特性。
　　綜上所述，本課題在前人研究的基礎(chǔ)上，提出精確的亞像素邊緣提取算法與初始值主觀估計法，大大降低了科研成本，實現(xiàn)了在位檢測技術(shù)。該檢測系統(tǒng)檢測的平均誤差達(dá)到0.67μm，具有易用性、可重復(fù)使用的特點。然后再結(jié)合視覺檢測系統(tǒng)與壓電陶瓷電壓-位移之間關(guān)系曲線規(guī)律，解決了微結(jié)構(gòu)加工前無法精確對刀的科研難題，極大地提高了加工效率，實現(xiàn)了對特定直徑小圓的加工誤差不超過3μm