基于机器视觉的编码器光栅偏心调整系统改进

发布时间：2017-08-10 07:33

  本文关键词：基于机器视觉的编码器光栅偏心调整系统改进

  更多相关文章： 编码器 光栅 机器视觉 偏心调整 误差补偿

【摘要】：高精度光电编码器是光电测角仪器的重要组成部分，主要应用在航空航天、汽车制造、国防军工、高精度机床及其他重要领域。在编码器生产的过程中，光栅与主轴装配精度是影响编码器输出信号精度的重要因素。目前，，国内光栅偏心调整技术在调整精度、效率、稳定性及自动化程度等方面存在诸多不足。因此，本文应用机器视觉、数据与信号处理、智能化控制等技术，设计并搭建了基于机器视觉的编码器光栅偏心自动调整系统，完成对系统的调整精度、调整效率、系统稳定性等方面的改进。 首先，分析光栅偏心调整精度影响因素，通过机器视觉图像采集设备选型、光栅图像处理算法研究提高机器视觉系统精度；通过优选控制系统设备、改进控制系统流程、设计控制系统程序，实现高精度微动调整；通过研究光栅偏心计算算法，提高光栅偏心计算精度。 其次，分析光栅偏心调整效率影响因素，提出光栅偏心调整系统效率优化总体方案，并通过优选软件开发环境、构建了偏心调整新方案，完成对整体系统的效率优化。 再次，根据工业实际应用的技术要求，分析光栅偏心调整系统稳定性影响因素；通过添加图像采集故障检测、光源亮度稳定性、系统内存泄露等功能，提高机器视觉系统稳定性；通过添加运动控制卡的初始化与关闭、微动调整平台位置传感器及控制信号布置、抗干扰措施等功能，提高控制系统稳定性。 最后，通过微动调整平台精度、光栅偏心参数优选、第三方系统偏心、光栅偏心调整效率、光栅偏心检测效率等测试，验证本文设计并搭建的编码器光栅偏心自动调整系统在精度、效率、稳定性等方面都达到了设计指标。其中，光栅调整合格偏心在10μm以内，调整时间在30s以内。 本文的研究内容为高精度、高分辨力绝对式光栅旋转编码器的研制提供了技术保障，具有重大的工程意义。
【关键词】：编码器 光栅 机器视觉 偏心调整 误差补偿
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH741.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的目的和意义10-11
• 1.2 机器视觉技术研究现状及应用11-13
• 1.3 运动控制卡应用技术发展现状13-15
• 1.4 本文主要研究内容15-16
• 1.4.1 课题来源15
• 1.4.2 主要研究内容15-16
• 第2章 光栅偏心调整精度影响因素分析16-35
• 2.1 调整精度影响因素分析16-17
• 2.2 高精度光栅图像采集与处理技术研究17-24
• 2.2.1 光栅图像采集设备选型17-20
• 2.2.2 光栅图像处理技术研究20-23
• 2.2.3 高精度光栅图像像元尺寸测量23-24
• 2.3 高精度微动调整技术研究24-29
• 2.3.1 高精度控制系统的建立24-27
• 2.3.2 微动调整精度控制技术研究27-29
• 2.4 高精度光栅偏心计算算法研究29-33
• 2.4.1 光栅偏心计算算法比较29-32
• 2.4.2 光栅偏心计算程序设计32-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第3章 光栅偏心调整效率影响因素分析35-43
• 3.1 偏心调整效率影响因素分析35-36
• 3.2 系统人机界面及功能模块实现36-39
• 3.2.1 系统软件主界面功能实现37-38
• 3.2.2 系统软件功能模块实现38-39
• 3.3 控制系统效率优化研究39-42
• 3.3.1 光栅偏心调整模式39-41
• 3.3.2 光栅偏心检测模式41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 光栅偏心调整系统稳定性影响因素分析43-48
• 4.1 稳定性影响因素分析43
• 4.2 机器视觉系统稳定性研究43-46
• 4.2.1 图像采集故障检测44-45
• 4.2.2 光源亮度稳定性监测45
• 4.2.3 系统内存泄露45-46
• 4.3 控制系统稳定性研究46-47
• 4.3.1 运动控制卡的初始化与关闭46
• 4.3.2 微动调整平台位置传感器及控制信号布局46
• 4.3.3 抗干扰措施46-47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 光栅偏心调整系统综合性能测试48-60
• 5.1 光栅偏心调整系统精度测试48-56
• 5.1.1 微动调整平台精度测试48-52
• 5.1.2 光栅偏心计算参数优选测试52-54
• 5.1.3 第三方系统光栅偏心测试54-56
• 5.2 光栅偏心调整系统效率测试56-58
• 5.2.1 偏心调整效率测试56-58
• 5.2.2 光栅偏心检测效率测试58
• 5.3 实验结果总结分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-64
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 郭阳宽,李玉和,李庆祥,巩娟,陈张玮;运动偏心对圆光栅副测量的影响及误差补偿[J];清华大学学报(自然科学版);2005年02期

2 王昕;秦鹏;;机器视觉系统市场[J];软件;2007年02期

3 刘金桥;吴金强;;机器视觉系统发展及其应用[J];机械工程与自动化;2010年01期

本文编号：649499