三面刃銑刀機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.pdf

1、金屬切削刀具生產(chǎn)企業(yè)對(duì)刀具的尺寸精度、形狀精度和位置精度有很高的要求，為了保證刀具質(zhì)量，企業(yè)必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)刀具的幾何精度進(jìn)行檢測。三面刃銑刀是用于機(jī)械零件銑削加工的常用刀具，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T6119-2012對(duì)三面刃銑刀的“圓周刃對(duì)內(nèi)孔軸線的徑向圓跳動(dòng)位置公差”有嚴(yán)格的要求，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了直徑小于80mm的銑刀徑向圓跳動(dòng)公差必須≤0.05mm。傳統(tǒng)的檢測方法是采用帶凸臺(tái)的芯軸和千分表組合的純機(jī)械人工檢測方式，抽取銑刀樣本進(jìn)行抽樣檢

2、驗(yàn)。然而，由于銑刀產(chǎn)品批量大、幾何精度高，檢測人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大、檢測效率低、并且經(jīng)常出現(xiàn)漏檢或因人為原因?qū)е抡`判斷，因此，對(duì)三面刃銑刀的質(zhì)量檢測方法提出了更高的要求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)、電子學(xué)、軟件工程、信號(hào)處理與系統(tǒng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，采用先進(jìn)的質(zhì)量檢測技術(shù)，降低檢測人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證質(zhì)量檢測的可靠性，已成為企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提高檢測效率和準(zhǔn)確性的當(dāng)務(wù)之急。
　　本文結(jié)合臺(tái)州地區(qū)切削刀具生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量檢測的實(shí)際需求，開展了三面

3、刃銑刀機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用的研究。
　　1)分析了三面刃銑刀機(jī)器視覺檢測技術(shù)的研究背景和意義，詳細(xì)地?cái)⑹隽藱C(jī)器視覺檢測方法與人工檢測方法的區(qū)別。通過閱讀大量的國內(nèi)外文獻(xiàn)了解了該領(lǐng)域中機(jī)器視覺檢測技術(shù)的應(yīng)用及今后的發(fā)展趨勢，并分別介紹了機(jī)器視覺檢測原理、檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、檢測過程中的影響因素以及檢測系統(tǒng)的種類及其選用原則。
　　2)依據(jù)三面刃銑刀的結(jié)構(gòu)特征和幾何精度的要求，在充分考慮銑刀生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況后，對(duì)三面刃

4、銑刀機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)照明光源設(shè)計(jì)、攝像機(jī)的選擇、光學(xué)鏡頭的選擇、運(yùn)動(dòng)控制卡的選擇進(jìn)行了闡述和研究，對(duì)工作平臺(tái)的滾珠絲桿和電機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和計(jì)算。
　　3)根據(jù)機(jī)器視覺系統(tǒng)的檢測原理，對(duì)圖像處理及算法進(jìn)行了研究，闡述了圖像處理的原理及過程，分析了圖像算法的原理及實(shí)現(xiàn)。并且通過所研究圖像算法的原理，對(duì)參數(shù)化視覺檢測軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
　　4)研究了相機(jī)的標(biāo)定方式，通過采用標(biāo)準(zhǔn)量塊標(biāo)定的方式來實(shí)現(xiàn)相機(jī)的標(biāo)定，用多高

5、度標(biāo)定方法來分析并擬合出相機(jī)拍攝高度與像素尺寸和實(shí)際尺寸的比例系數(shù)k的關(guān)系函數(shù)，獲取相關(guān)的標(biāo)定參數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖像平面坐標(biāo)系與空間坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換。
　　5)根據(jù)三面刃銑刀的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，采用三面刃銑刀機(jī)器視覺檢測系統(tǒng)對(duì)三面刃銑刀的徑向圓跳動(dòng)進(jìn)行了檢測實(shí)驗(yàn)，包括檢測系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)的合理性、檢測精度的準(zhǔn)確性、檢測速度等的檢測實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該檢測系統(tǒng)能夠用于三面刃銑刀的質(zhì)量檢測，檢測準(zhǔn)確，檢測速度高，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三面刃銑刀的機(jī)器視覺檢測，