基于CCD的射流盘基本尺寸及形位公差检测方法的研究

论文摘要

射流盘是偏转射流伺服阀中的关键部件,其加工质量的好坏,影响着整阀的工作性能。因此,在其使用之前,需要对射流盘的相关尺寸进行严格的检测。本文针对射流盘基本尺寸及形位公差的检测方法展开研究,采用光学显微检测的方法对其加工质量进行自动检测。整个显微检测实验系统由图像采集装置、光学放大装置、照明设备与检测控制软件四部分组成。本文通过对显微检测的实现原理与求解方法的研究,设计了相应的实验系统,并根据组件参数的选取原则,确定了实验系统的各个参数。还对图像处理与检测方法等CCD显微检测的关键技术进行了的研究。通过对检测软件的设计,验证了图像的处理与检测方法。现此实验系统已实现了摄像头的控制、图像的处理与计算以及检测结果的输出。此外,在对图像处理技术进行深入研究的基础上,本文还提出了“大块去噪”、“矩形拟合法”、“软件定位法”以及“多直线捕捉”等多种图像处理方法,用以提高检测的精度与稳定性。本文还针对检测过程中影响系统稳定性的因素进行讨论,其中包括调焦清晰度、光学畸变、光源以及直线拟合等影响因素,针对这些因素,对误差进行了修正和补偿,并通过实验验证,本检测方法能够实现射流盘基本尺寸及形位公差的检测功能,重复性误差小于±0.5μm。为增强通用性,本文对显微检测方法进行了深入的研究。目前,本检测方法除了能够完成射流盘的检测之外,还能实现通用尺寸检测,手动粗测以及位移检测等,使CCD光学显微检测方法的功能更加完善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 CCD检测技术的国内外发展现状
• 1.2.1 国外发展现状
• 1.2.2 国内发展现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 CCD显微检测原理与光路设计
• 2.1 显微检测的实现原理
• 2.1.1 硬件实现原理
• 2.1.2 软件实现原理
• 2.1.3 显微检测的求解方法
• 2.1.4 检测倍率调节方法
• 2.2 光路系统的组成与设计
• 2.2.1 图像采集装置的选取原则
• 2.2.2 光学放大倍数选取原则
• 2.2.3 照明方式选取原则
• 2.2.4 射流盘的压紧
• 2.3 本章小结
• 第3章 CCD显微检测的功能实现与图像处理算法
• 3.1 图像的采集
• 3.2 图像预处理算法
• 3.2.1 灰度变换
• 3.2.2 阈值分割
• 3.2.3 中值滤波
• 3.2.4 大块去噪
• 3.2.5 边缘提取
• 3.2.6 图像细化
• 3.2.7 预处理效果
• 3.3 图像补充处理算法
• 3.3.1 矩形拟合法
• 3.3.2 软件定位法
• 3.3.3 手动去噪和取景框
• 3.3.4 橡皮擦去噪法
• 3.3.5 多直线捕捉法
• 3.3.6 图像捕捉效果
• 3.4 结果输出
• 3.5 本章小结
• 第4章 误差分析与补偿
• 4.1 调焦清晰度误差分析与解决方案
• 4.2 光学畸变误差分析与补偿
• 4.3 光源误差分析与解决方案
• 4.4 竖直直线拟合与“反函数拟合法”
• 4.5 本章小结
• 第5章 实验结果与分析
• 5.1 窄缝类尺寸测量数据分析
• 5.2 射流盘形位公差测量数据分析
• 5.3 圆半径测量数据分析
• 5.4 直线夹角与直线度测量数据分析
• 5.5 位移测量数据分析
• 5.6 手动测量
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢