基于FPGA智能型三维测量仪相关技术研究

发布时间：2021-01-12 16:05

　　自20世纪60年代以来,三维测量仪作为产品质量检测仪器经过不断的更新发展,已成为工业生产制造的重要组成部分。传统测量仪的检测方式主要是利用人工测量,严重制约了三维测量仪的功能发挥。因此,为了实现自动测量、减少测量过程中的人工干预,研制能适应自动化生产的智能型三维测量仪非常必要。本文提出一种基于FPGA可以实现根据给定的被测工件图纸信息制定测量路径进行自动测量的智能型三维坐标测量方案。整个三维测量系统主要包括上位机、执行机构及控制系统三个部分,上位机主要实现路径规划,读取被测工件图纸上的信息,设计出最优的测量路径,并将其传送到控制系统中;执行机构主要包括三维测量仪的机械结构框架,测头系统,驱动系统以及标尺系统;控制系统包括基于FPGA硬件部分及相应的软件控制部分,其中,FPGA硬件部分包括FPGA主板、万兆网子板以及接口转接板,软件设计主要包括测头信号的获取,控制电机的转速和方向以及光栅尺数据读取。同时,本文采用FPGA实现万兆以太网传输被测工件的坐标信息。经过实验分析,得到的三维测量仪的重复性精度已经达到7.8um,同时采用万兆以太网传输坐标信息大大提高了传输速率,保证了数据的准确性。... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１三维测量仪的系统组成??１－工作台２－移动桥架３－中央滑架４－Ｚ轴??

２．１三维测董仪系统组成??三维测量仪主要由控制系统、执行机构及上位机组成。执行机构主要分为系统框架，??标尺系统，驱动系统，测头系统。如图２．１所示，执行机构由三个正交的具有刚性结构??的直线运动导轨构成，同时三个方向导轨上均装有标尺系统用来测量Ｘ轴、Ｙ轴和Ｚ??轴的位移值。测量仪的驱动系统一般都在Ｘ、Ｙ、Ｚ轴附近。测头系统装在Ｚ轴端部。??上位机主要实现路径规划，通过串口将路径规划文件传送到ＦＰＧＡ控制系统，其中路径??规划文件主要包括被测工件待测点的大概位置信息和指定的移动方向信息；控制系统主??要由ＦＰＧＡ控制标尺系统、测头系统和驱动系统，用来获取被测工件上待测点的坐标位??置信息，同时对读取的光栅尺数据进行传输，传送到ＰＣ机上。本章节主要介绍三维测??量仪的执行机构及主要零部件选型。??图２．１三维测量仪的系统组成??１－工作台２－移动桥架３－中央滑架４－Ｚ轴??５－测头?６－控制系统７－上位机８－打印机??２．２三维测量仪的结构??三维测量仪有各种类型，它们的操作需求、测量范围和测量精度各不相同，可以根??据被测工件的形状、大小、复杂程度等选用不同结构类型的测量仪［１５］。三维测量仪的基??本结构可分为以下４种：??１、移动桥式??移动桥式结构是当前使用最广泛，搭建最方便的一种结构形式。从图２．２可以看出，??这种结构有相互正交的三个方向运动导轨，Ｚ方向导轨装有探测系统，且装在Ｙ方向导??６??

图２．３固定桥式结构??、

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2973094