基于全局图像的轮廓曲线磨削加工误差动态检测与补偿

发布时间：2022-10-05 18:29

　　轮廓曲线磨削广泛用于各种精密复杂模具、刀具等轮廓曲线类零件的精加工,为了适应复杂轮廓零件快速高精度加工的要求,提高轮廓曲线磨削的加工效率和精度成为一个重要的研究方向。加工误差的检测和补偿作为一种有效提高加工精度的方法,在传统的光学曲线磨削中得到了广泛的应用,但同时存在着效率低、可靠性和加工精度有待提高等问题。本文基于机器视觉技术,提出了一种原位直接检测曲线磨削加工误差的方法,并围绕加工过程中的误差动态检测与补偿方法展开理论和实验研究,主要研究内容和结果如下:（1）曲线磨削中的轮廓图像在线动态获取技术。介绍了基于机器视觉的轮廓曲线磨削原理;阐述了视觉测量系统的设计、校准和标定方法,并对视觉测量系统进行了标定试验;分析了加工过程中振动、火花和切屑对图像质量的影响,提出了视觉测量系统的优化方案。试验结果表明,优化的视觉测量系统可以获取高质量的动态加工图像。（2）砂轮和工件廓形的原位直接测量方法。介绍了基于机器视觉原位测量方法的基本原理;分别阐述了砂轮廓形和工件廓形的原位测量方法,并进行了试验研究。试验结果表明,提出的轮廓原位直接测量方法可以准确高效地检测砂轮和工件的轮廓精度。（3）基于全局图... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 国内外相关研究现状
    1.3 目前研究中存在的问题
    1.4 论文的主要内容框架
    1.5 本章小结
第二章 曲线磨削中轮廓图像的在线动态获取研究
    2.1 前言
    2.2 基于机器视觉的曲线磨削原理
    2.3 视觉测量系统的设计
        2.3.1 相机
        2.3.2 镜头
        2.3.3 光源
    2.4 视觉系统的校准与标定
        2.4.1 镜头光轴空间位置的校准
        2.4.2 平行光源光轴空间位置的校准
        2.4.3 相机标定
    2.5 加工过程对图像质量的影响分析
        2.5.1 振动对图像质量的影响
        2.5.2 火花对图像质量的影响
        2.5.3 切屑对图像质量的影响
    2.6 本章小结
第三章 基于机器视觉的砂轮和工件廓形原位测量方法
    3.1 前言
    3.2 原位测量方法的基本原理
        3.2.1 原位图像获取
        3.2.2 图像处理
    3.3 砂轮轮廓的原位直接测量和精度评定
        3.3.1 砂轮轮廓拟合和参数计算方法
        3.3.2 砂轮多截面轮廓测量试验
        3.3.3 砂轮轮廓原位直接测量方法的精度评定
    3.4 工件轮廓的原位直接测量和精度评定
        3.4.1 工件的轮廓拟合与参数计算方法
        3.4.2 工件轮廓原位直接测量试验
        3.4.3 工件轮廓原位直接测量方法的精度评定
    3.5 本章小结
第四章 基于全局图像的工件轮廓误差的在线检测
    4.1 前言
    4.2 基于全局视觉图像的轮廓误差在线检测原理及方法
        4.2.1 轮廓误差在线检测的基本原理
        4.2.2 轮廓误差在线检测的实现方法
        4.2.3 在线检测算法的效率研究
    4.3 试验研究
    4.4 本章小结
第五章 轮廓加工误差的在线补偿方法
    5.1 前言
    5.2 轮廓加工误差的在线补偿
        5.2.1 误差补偿的基本原理
        5.2.2 基于虚拟轴的补偿实现方法
        5.2.3 虚拟轴补偿的参数选择
    5.3 试验研究
    5.4 基于误差分离的分步补偿算法
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间所取得的研究成果



本文编号：3686283