虚拟仪器技术在回转类零件圆度测量中的应用

论文摘要

本课题以上海第三光学仪器厂生产的JJC-6型光学分度头为对象,研究采用现代测试技术对传统几何量仪器进行智能化开发的方法。本文首先分析了现代机械制造业对精密测量技术的要求和传统几何量测试仪器使用现状,讨论了现代测试技术的最新发展——虚拟仪器技术的主要内容、发展概况以及利用现代测试技术对传统仪器进行开发的必要性与可行性;并以一种典型的光学仪器——光学分度头为研究对象,探讨了以上位机与下位机相结合的自动控制方式代替手动操作,以机器视觉与数字识别代替目测读数,以PC为核心的虚拟仪器代替人工和硬件仪器实现测量数据的快速处理和评定方案与实现过程;提出了针对光学仪器目镜视场图像处理与识别的两种有效的新方法,并得以具体实现。论文分硬件与软件两大块,硬件部分主要讨论了电机驱动、图像采集和回转体轮廓信号采集。软件部分重点论述了分度头投影屏图像处理与数据处理两部分,图像处理中提出了背景的补偿法与数字端点特征识别法,在数据处理部分详细阐述了逼近法求解圆度误差的原理及其处理过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 现代机械制造业对精密测量技术的需求
• 1.2 虚拟仪器概述
• 1.2.1 虚拟仪器技术的发展概况
• 1.2.2 虚拟仪器系统概况
• 1.3 本课题研究的意义、任务及实施方案
• 1.3.1 本课题研究的意义
• 1.3.2 本课题研究的任务
• 1.3.3 本课题研究的总体方案设计
• 第二章 硬件系统设计
• 2.1 JJC-6光学分度头简介
• 2.2 分度头角度位置读取模块
• 2.2.1 方案选择
• 2.2.2 CCD原理概述
• 2.2.3 CCD摄象头、视频卡
• 2.3 驱动与控制模块
• 2.4 回转体径向数据信号采样模块
• 2.4.1 信号采样
• 2.4.2 信号放大
• 2.4.3 模数转换
• 2.5 测控回路下位机电路综述
• 第三章 图像处理及数字识别
• 3.1 图像处理及位图
• 3.1.1 图像处理概述
• 3.1.2 数字图像的表示方法
• 3.1.3 位图及其结构
• 3.2 图像的采集与预处理
• 3.2.1 图象的采集
• 3.2.2 图像的预处理
• 3.3 数字识别与异常处理
• 3.3.1 数字识别
• 3.3.2 异常处理
• 第四章 测量数据处理
• 4.1 圆度误差及评定准则
• 4.2 最小二乘误差
• 4.3 最小外接圆误差
• 4.4 最大内切圆误差
• 第五章 软件系统综合设计
• 5.1 Measurement Studio简介
• 5.2 软件系统综合设计
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者简介
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文