超精密車床的光學(xué)對(duì)刀儀設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試.pdf

1、在超精密加工領(lǐng)域中，零件的尺寸誤差在亞微米內(nèi)，表面粗糙度達(dá)到納米級(jí)。為了提高工件的加工質(zhì)量，不斷應(yīng)用新技術(shù)的同時(shí)，也加大了對(duì)刀精度的研究，其原因是，對(duì)刀精度將直接決定產(chǎn)品的質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)超精密加工的首要條件。
　　當(dāng)單點(diǎn)金剛石車刀加工球面或非球面光學(xué)零件或模具時(shí)，刀具在水平和高度方向的對(duì)刀誤差以及刀尖圓弧半徑的測(cè)量誤差會(huì)直接影響工件的尺寸和面形精度。光學(xué)對(duì)刀儀基于計(jì)算機(jī)視覺檢測(cè)技術(shù)，其利用工業(yè)相機(jī)采集刀具圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理，進(jìn)而

2、獲取刀尖圓弧半徑和圓心坐標(biāo)等參數(shù)對(duì)刀具進(jìn)行預(yù)調(diào)，以實(shí)現(xiàn)刀具的精密對(duì)刀以及刀尖圓弧半徑的精密測(cè)量。因此，本文展開了光學(xué)對(duì)刀儀設(shè)計(jì)與測(cè)量算法研究，具體做了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1、針對(duì)自動(dòng)聚焦搜索中的往返運(yùn)動(dòng)帶來的定位誤差，提出用于光學(xué)對(duì)刀儀的自動(dòng)聚焦模塊的二階段搜索聚焦策略，以提高自動(dòng)聚焦的速度和精度。
　　2、針對(duì)刀尖圖像的特點(diǎn)，研究并分析圖像處理算法，其包括圖像的預(yù)處理、像素以及亞像素邊緣檢測(cè)、直線檢測(cè)、圖像拼接以及特

3、征參數(shù)的獲取，以確定能滿足對(duì)刀精度與實(shí)時(shí)性要求的圖像處理算法。
　　3、基于課題的應(yīng)用要求，設(shè)計(jì)光學(xué)對(duì)刀儀的整體架構(gòu)，并進(jìn)行相關(guān)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)刀儀的自動(dòng)對(duì)刀。
　　4、針對(duì)現(xiàn)有棋盤格的大小無法滿足光學(xué)對(duì)刀儀的高倍率顯微鏡的視場(chǎng)的問題，提出一種使用虛擬棋盤格的張正友標(biāo)定方法，以實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)刀儀的內(nèi)參數(shù)標(biāo)定。
　　5、深入研究單應(yīng)矩陣以及坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換理論，求取光學(xué)對(duì)刀儀與機(jī)床坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)