微结构密集阵列精密加工与在位检测技术研究
发布时间：2022-09-17 20:51
随着智能电子设备在日常生活中的广泛使用和导光板产业的蓬勃发展,促进导光板模芯等精密加工技术的提高与精密加工设备的优化升级。导光板模芯上的微结构阵列加工属超精密加工范畴,本课题围绕着导光板模芯的加工与在位检测,主要研究了微结构密集阵列精密加工与工艺改进、精度为2μm的高精度在位检测系统、微结构阵列加工过程中误差分析与补偿。本课题的研究在智能与现代精密制造的背景下具有重要的意义。针对Y轴调节平台调节过程繁琐、调节精度不高等问题设计了一种自动装卸模芯、自动调节模芯水平斜度的调节平台。通过模芯平面度测量和改进研究,提高了模芯水平斜度调节精度。针对宏微复合对刀繁琐复杂的情况,总结了一种简单易用、方便快捷的对刀方法。选择硬度大且耐磨度高的材质模具钢、7075铝合金和黄铜作为模芯,在微结构密集阵列精密加工机床上,进行金刚石刀具和不同材质模芯耦合加工实验,得到了圆形等间距、圆形错位、圆形相切等不同类型的微结构阵列网点。利用白光干涉仪对微结构三维形貌等加工质量和精度进行分析,得出在模具钢材质模芯上加工的微结构阵列质量和精度均优于7075铝合金材质模芯,黄铜材质模芯上加工的微结构质量不高、精度较低。通过分...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的来源及课题的背景意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究背景和意义
1.2 微结构的检测方法与研究现状
1.2.1 微结构阵列的检测方法
1.2.2 国内外在位检测研究现状
1.3 微结构阵列加工及机床的研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第二章 微结构密集阵列加工与检测总体方案设计
2.1 微结构密集阵列精密加工机床概述
2.1.1 机床本体结构概述
2.1.2 机床数控系统硬件概述
2.2 在位检测系统功能需求概述
2.3 加工与在位检测应用流程
2.4 在位检测系统硬件平台的设计
2.4.1 工业相机的选型
2.4.2 工业镜头的选型
2.4.3 光源和照射方式的选择
2.5 本章小结
第三章 微结构密集阵列加工实验及工艺改进研究
3.1 加工工艺及改进研究
3.1.1 加工工艺流程
3.1.2 模芯平面度检测与分析
3.1.3 加工平台的调节实验及改进研究
3.1.4 加工对刀实验及改进研究
3.2 刀具与不同材质模芯耦合加工实验
3.2.1 模具钢模芯的加工实验
3.2.2 铝合金模芯的加工实验
3.2.3 黄铜模芯的加工实验
3.3 刀具与不同材质耦合加工质量分析
3.4 本章小结
第四章 微结构密集阵列在位检测系统软件实现
4.1 在位检测系统软件实现流程
4.2 相机标定
4.2.1 图像处理涉及的坐标系及其关系
4.2.2 标定分析与像素当量实验
4.3 图像预处理
4.3.1 图像灰度化
4.3.2 滤波效果分析与算法选择
4.4 阈值分割效果分析与算法选择
4.5 二值图像形态学处理
4.6 图像边缘检测
4.6.1 边缘检测要求
4.6.2 像素级边缘检测
4.6.3 亚像素边缘检测
4.7 系统的封装研究和结果显示
4.8 微结构深度检测与系统精度验证
4.9 本章小结
第五章 微结构密集阵列加工误差分析与补偿技术研究
5.1 微结构密集阵列加工误差分析
5.2 压电陶瓷位移输出特性研究
5.3 微结构密集阵列加工补偿技术研究
5.4 微结构密集阵列圆心距的误差分析与补偿
5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]导光板模具精密撞点机刀架装置的研制[J]. 付贵,李克天,李啟定,李海民. 现代制造工程. 2017(01)
[2]基于HALCON的织物质量检测技术研究[J]. 王庆海. 机电工程. 2015(12)
[3]激光干涉仪转角准直调节[J]. 任耀华,王晓奎. 电子工业专用设备. 2015(10)
[4]复杂曲面的测量加工一体化[J]. 孙玉文,郭东明,贾振元. 科学通报. 2015(09)
[5]最小二乘法原理及其在实验曲线拟合中的应用分析[J]. 陈伟杰. 辽宁科技学院学报. 2014(04)
[6]光源在液晶玻璃基板检测系统中的应用研究[J]. 王丽红,齐彦民,王建鑫,周波. 玻璃与搪瓷. 2014(05)
[7]一种液晶显示器高可靠性光学模组设计[J]. 姚建芳,吴添德,陈仁军,王绪丰,陈孝仙,洪乙又,余雷,高慧芳,万海峰,季春玲. 光电子技术. 2014(01)
[8]非接触测量技术发展研究综述[J]. 罗胜彬,宋春华,韦兴平,李航. 机床与液压. 2013(23)
[9]基于非线性优化的摄像机2D标定法[J]. 喻夏琼,高岩,陈向宁. 测绘工程. 2013(05)
[10]微结构自由曲面的超精密单点金刚石切削技术概述[J]. 李荣彬,孔令豹,张志辉,杜雪,陈新,刘强. 机械工程学报. 2013(19)
博士论文
[1]金刚石切削微纳结构的高精度在位测量关键技术研究[D]. 朱吴乐.浙江大学 2016
[2]垂直轴宏微复合二维运动平台及直线度误差补偿技术的研究[D]. 赵荣丽.广东工业大学 2015
[3]面向微结构阵列的超精密切削加工与测量关键技术研究[D]. 陈远流.浙江大学 2014
[4]大尺寸高性能LED背光模组关键技术研究[D]. 秦宗.华中科技大学 2013
[5]基于FTS的微结构表面超精密车削控制系统及实验研究[D]. 王晓慧.哈尔滨工业大学 2011
[6]基于图论的图像分割技术研究[D]. 侯叶.西安电子科技大学 2011
[7]图像阈值化与目标分割方法中的若干问题研究[D]. 聂方彦.重庆大学 2010
[8]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
[9]压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D]. 纪华伟.浙江大学 2006
硕士论文
[1]基于Otsu算法的输送带撕裂视觉检测系统研究[D]. 郭启皇.太原理工大学 2017
[2]面向视觉标定的图像特征点检测算法研究[D]. 杨其乐.昆明理工大学 2017
[3]基于PMAC的微结构密集阵列加工机床数控系统的开发[D]. 李阳.广东工业大学 2016
[4]基于彩色分布统计矩阵和变量预测模型的粗糙度识别研究[D]. 王梦徽.湖南大学 2016
[5]导光板模具精密撞点机Z轴关键部件的研究与开发[D]. 付贵.广东工业大学 2016
[6]辊筒模具微结构功能表面的加工实验研究[D]. 王会茗.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于机器视觉瓶盖缺陷检测系统开发[D]. 徐宝霞.电子科技大学 2015
[8]基于高精度计算机视觉的刀具磨损在位检测[D]. 王冲冲.东华大学 2014
[9]太阳能接收装置自动跟踪系统研究[D]. 梁子元.辽宁工程技术大学 2014
[10]振动辅助紫铜箔板微冲裁工艺研究[D]. 皇韶峰.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3679920
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题的来源及课题的背景意义
1.1.1 课题的来源
1.1.2 课题研究背景和意义
1.2 微结构的检测方法与研究现状
1.2.1 微结构阵列的检测方法
1.2.2 国内外在位检测研究现状
1.3 微结构阵列加工及机床的研究现状
1.4 本文研究的主要内容
第二章 微结构密集阵列加工与检测总体方案设计
2.1 微结构密集阵列精密加工机床概述
2.1.1 机床本体结构概述
2.1.2 机床数控系统硬件概述
2.2 在位检测系统功能需求概述
2.3 加工与在位检测应用流程
2.4 在位检测系统硬件平台的设计
2.4.1 工业相机的选型
2.4.2 工业镜头的选型
2.4.3 光源和照射方式的选择
2.5 本章小结
第三章 微结构密集阵列加工实验及工艺改进研究
3.1 加工工艺及改进研究
3.1.1 加工工艺流程
3.1.2 模芯平面度检测与分析
3.1.3 加工平台的调节实验及改进研究
3.1.4 加工对刀实验及改进研究
3.2 刀具与不同材质模芯耦合加工实验
3.2.1 模具钢模芯的加工实验
3.2.2 铝合金模芯的加工实验
3.2.3 黄铜模芯的加工实验
3.3 刀具与不同材质耦合加工质量分析
3.4 本章小结
第四章 微结构密集阵列在位检测系统软件实现
4.1 在位检测系统软件实现流程
4.2 相机标定
4.2.1 图像处理涉及的坐标系及其关系
4.2.2 标定分析与像素当量实验
4.3 图像预处理
4.3.1 图像灰度化
4.3.2 滤波效果分析与算法选择
4.4 阈值分割效果分析与算法选择
4.5 二值图像形态学处理
4.6 图像边缘检测
4.6.1 边缘检测要求
4.6.2 像素级边缘检测
4.6.3 亚像素边缘检测
4.7 系统的封装研究和结果显示
4.8 微结构深度检测与系统精度验证
4.9 本章小结
第五章 微结构密集阵列加工误差分析与补偿技术研究
5.1 微结构密集阵列加工误差分析
5.2 压电陶瓷位移输出特性研究
5.3 微结构密集阵列加工补偿技术研究
5.4 微结构密集阵列圆心距的误差分析与补偿
5.5 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]导光板模具精密撞点机刀架装置的研制[J]. 付贵,李克天,李啟定,李海民. 现代制造工程. 2017(01)
[2]基于HALCON的织物质量检测技术研究[J]. 王庆海. 机电工程. 2015(12)
[3]激光干涉仪转角准直调节[J]. 任耀华,王晓奎. 电子工业专用设备. 2015(10)
[4]复杂曲面的测量加工一体化[J]. 孙玉文,郭东明,贾振元. 科学通报. 2015(09)
[5]最小二乘法原理及其在实验曲线拟合中的应用分析[J]. 陈伟杰. 辽宁科技学院学报. 2014(04)
[6]光源在液晶玻璃基板检测系统中的应用研究[J]. 王丽红,齐彦民,王建鑫,周波. 玻璃与搪瓷. 2014(05)
[7]一种液晶显示器高可靠性光学模组设计[J]. 姚建芳,吴添德,陈仁军,王绪丰,陈孝仙,洪乙又,余雷,高慧芳,万海峰,季春玲. 光电子技术. 2014(01)
[8]非接触测量技术发展研究综述[J]. 罗胜彬,宋春华,韦兴平,李航. 机床与液压. 2013(23)
[9]基于非线性优化的摄像机2D标定法[J]. 喻夏琼,高岩,陈向宁. 测绘工程. 2013(05)
[10]微结构自由曲面的超精密单点金刚石切削技术概述[J]. 李荣彬,孔令豹,张志辉,杜雪,陈新,刘强. 机械工程学报. 2013(19)
博士论文
[1]金刚石切削微纳结构的高精度在位测量关键技术研究[D]. 朱吴乐.浙江大学 2016
[2]垂直轴宏微复合二维运动平台及直线度误差补偿技术的研究[D]. 赵荣丽.广东工业大学 2015
[3]面向微结构阵列的超精密切削加工与测量关键技术研究[D]. 陈远流.浙江大学 2014
[4]大尺寸高性能LED背光模组关键技术研究[D]. 秦宗.华中科技大学 2013
[5]基于FTS的微结构表面超精密车削控制系统及实验研究[D]. 王晓慧.哈尔滨工业大学 2011
[6]基于图论的图像分割技术研究[D]. 侯叶.西安电子科技大学 2011
[7]图像阈值化与目标分割方法中的若干问题研究[D]. 聂方彦.重庆大学 2010
[8]边缘检测的若干技术研究[D]. 董鸿燕.国防科学技术大学 2008
[9]压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D]. 纪华伟.浙江大学 2006
硕士论文
[1]基于Otsu算法的输送带撕裂视觉检测系统研究[D]. 郭启皇.太原理工大学 2017
[2]面向视觉标定的图像特征点检测算法研究[D]. 杨其乐.昆明理工大学 2017
[3]基于PMAC的微结构密集阵列加工机床数控系统的开发[D]. 李阳.广东工业大学 2016
[4]基于彩色分布统计矩阵和变量预测模型的粗糙度识别研究[D]. 王梦徽.湖南大学 2016
[5]导光板模具精密撞点机Z轴关键部件的研究与开发[D]. 付贵.广东工业大学 2016
[6]辊筒模具微结构功能表面的加工实验研究[D]. 王会茗.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于机器视觉瓶盖缺陷检测系统开发[D]. 徐宝霞.电子科技大学 2015
[8]基于高精度计算机视觉的刀具磨损在位检测[D]. 王冲冲.东华大学 2014
[9]太阳能接收装置自动跟踪系统研究[D]. 梁子元.辽宁工程技术大学 2014
[10]振动辅助紫铜箔板微冲裁工艺研究[D]. 皇韶峰.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3679920
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