基于顯微測量的在線光學(xué)對(duì)刀儀的開發(fā)與應(yīng)用
機(jī)械工程
資助企業(yè):
霖鼎光學(xué)(上海)有限公司
資助年份: 2024
企業(yè)導(dǎo)師: 石卓奇
指導(dǎo)教師: 任明俊
項(xiàng)目成員: 翁正浩、劉子睿、胡宇軒
項(xiàng)目簡介
項(xiàng)目概述
在各種加工和制造過程中,刀具的精確對(duì)準(zhǔn)是至關(guān)重要的,它直接影響到加工質(zhì)量、效率和刀具的使用壽命。傳統(tǒng)的對(duì)刀方法往往依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn),缺乏精度和一致性,而現(xiàn)有的自動(dòng)或半自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng)則常常昂貴、復(fù)雜,且不適用于各種工況環(huán)境。
為此,本項(xiàng)目旨在開發(fā)一種先進(jìn)的在線光學(xué)對(duì)刀儀,該儀器基于機(jī)器視覺技術(shù),用于高精度、非接觸式的刀具邊緣檢測和對(duì)刀操作,本項(xiàng)目將采用最先進(jìn)的光學(xué)元件、精密的顯微測量技術(shù)以及智能圖像處理算法,以實(shí)現(xiàn)對(duì)刀具邊緣的微米級(jí)精確測量。
項(xiàng)目目標(biāo)
通過本項(xiàng)目的實(shí)施,預(yù)期將取得以下關(guān)鍵成果:
1、高精度對(duì)刀系統(tǒng):開發(fā)并實(shí)施一種集成了先進(jìn)顯微測量和光學(xué)成像技術(shù)的在線對(duì)刀系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)微米級(jí)別的對(duì)刀精度。
2、高精度顯微校準(zhǔn):該系統(tǒng)將使用工業(yè)相機(jī)標(biāo)定、MTF校準(zhǔn)等算法,配備專業(yè)的設(shè)備和程序,確保在各種工作環(huán)境和操作條件下都能提供準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
3、高精度機(jī)械設(shè)計(jì):該系統(tǒng)將使用高重復(fù)性的機(jī)械結(jié)構(gòu),如零點(diǎn)卡盤、精密調(diào)節(jié)臺(tái)等等,以減小人為操作誤差,提高系統(tǒng)的機(jī)械重復(fù)性。
項(xiàng)目成果
1、完成了光學(xué)對(duì)刀儀系統(tǒng)和零點(diǎn)定位裝夾系統(tǒng)的構(gòu)型設(shè)計(jì)與仿真分析,完成了對(duì)刀儀成像系統(tǒng)的實(shí)物組裝與平臺(tái)搭建,并進(jìn)行了重復(fù)性探測與優(yōu)化。
2、對(duì)光學(xué)元件(工業(yè)相機(jī)、光學(xué)鏡頭)進(jìn)行了選型與采購,計(jì)算了相應(yīng)的視場范圍,并據(jù)此設(shè)計(jì)了多視場匹配的圓環(huán)標(biāo)定板,
3、完成了相機(jī)標(biāo)定算法、刀尖圓弧檢測算法、刀具參數(shù)(包括刀尖圓弧半徑、圓心等參數(shù)的檢測等)計(jì)算算法的實(shí)現(xiàn)。
4、完成了MTF校準(zhǔn)算法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像清晰度的準(zhǔn)確評(píng)價(jià),以指導(dǎo)工業(yè)相機(jī)高度校準(zhǔn)與對(duì)焦。





