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窄小内腔自动测量系统硬件设计

作　者: 袁啸
导　师: 王英
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 窄小内腔液面法图像采集与提取自动测量自动注液
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 7次
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内容摘要

窄小内腔三维形貌测量在工业界的很多领域有着广泛的应用,各种模具的制造通常都是采取先取产品原样,然后进行三维形貌测量,继而根据所得到的模型批量化进行生产。目前测量这种窄小内腔内部形状的常用方法目前也很多,大部分还保留着传统的将石膏注入腔体内部,继而通过测量注入的石膏形状来得到腔体形状。这种测量方法精度非常差,石膏在伸缩的过程会出现形状变化;而且自动化程度低下,如果仅靠手工操作,在批量化生产中难免难以保证高效。本论文从逆向工程的思想出发,基于传统方法以及当今主流方法的分析,实现了一种全新的基于液面光电扫描的窄小内腔自动测量方法,相信不久的将来,可以广泛应用于生产实践中。文章主要论述了:(1)阐述了该自动测量方法的基本原理。将液体作为测量介质,向被测物内腔通过步距注入液体,用高精度摄像机采集液面断层图像,再对图像进行处理提取边缘。并在原有基础上改进通过电机来控制步距,初步实现了自动控制部分。(2)自动测量中的关键技术,如润湿效应,内腔预处理,光源系统,图像采集,图像标定,电机选择,电机的单片机控制等。(3)利用基本的杠杆原理和符合系统本身的实际情况构造出了一种机械式自动注液系统,并提出了液面控制方案,包括液面高度控制和液面波动控制。(4)初步设计了本系统的人机交互界面。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 国内外研究近况  9-11
  1.3 本课题研究意义及主要研究内容  11-12
2 液面光电测量系统总体方案  12-23
  2.1 系统结构与原理  12-14
  2.2 预处理技术  14-17
  2.3 连通器原理  17
  2.4 光源系统  17-19
  2.5 系统交互界面设计  19-22
  2.6 本章小结  22-23
3 图像采集与处理  23-34
  3.1 图像采集系统  23-26
  3.2 图像处理技术  26-31
  3.3 系统标定算法  31-33
  3.4 本章小结  33-34
4 系统运动控制部分设计  34-44
  4.1 本系统运动控制方案综述  34-35
  4.2 电动机的选择  35-38
  4.3 系统机械方案  38
  4.4 步进电动机的单片机控制  38-43
  4.5 本章小结  43-44
5 自动注液系统  44-54
  5.1 自动注液系统可行性分析  44-45
  5.2 自动注液系统设计  45-50
  5.3 液面控制技术  50-53
  5.4 本章小结  53-54
6 实验结果与分析  54-58
  6.1 系统实物图  54
  6.2 样品精度测定  54-57
  6.3 本章小结  57-58
7 全文总结  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录一系统交互界面设计主界面源代码  63-67
附录二步进电机位置控制程序代码  67-68

窄小内腔自动测量系统硬件设计

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