校企合作毕业设计

基于显微测量的在线光学对刀仪的开发与应用

机械工程

资助企业: 霖鼎光学(上海)有限公司

企业导师: 石卓奇

指导教师: 任明俊

项目成员: 翁正浩、刘子睿、胡宇轩

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项目简介

项目概述

在各种加工和制造过程中,刀具的精确对准是至关重要的,它直接影响到加工质量、效率和刀具的使用寿命。传统的对刀方法往往依赖于操作者的经验,缺乏精度和一致性,而现有的自动或半自动对刀系统则常常昂贵、复杂,且不适用于各种工况环境。

为此,本项目旨在开发一种先进的在线光学对刀仪,该仪器基于机器视觉技术,用于高精度、非接触式的刀具边缘检测和对刀操作,本项目将采用最先进的光学元件、精密的显微测量技术以及智能图像处理算法,以实现对刀具边缘的微米级精确测量。

项目目标

通过本项目的实施,预期将取得以下关键成果:

1、高精度对刀系统:开发并实施一种集成了先进显微测量和光学成像技术的在线对刀系统,能够实现微米级别的对刀精度。

2、高精度显微校准:该系统将使用工业相机标定、MTF校准等算法,配备专业的设备和程序,确保在各种工作环境和操作条件下都能提供准确的测量结果。

3、高精度机械设计:该系统将使用高重复性的机械结构,如零点卡盘、精密调节台等等,以减小人为操作误差,提高系统的机械重复性。

项目成果

1、完成了光学对刀仪系统和零点定位装夹系统的构型设计与仿真分析,完成了对刀仪成像系统的实物组装与平台搭建,并进行了重复性探测与优化。

2、对光学元件(工业相机、光学镜头)进行了选型与采购,计算了相应的视场范围,并据此设计了多视场匹配的圆环标定板,

3、完成了相机标定算法、刀尖圆弧检测算法、刀具参数(包括刀尖圆弧半径、圆心等参数的检测等)计算算法的实现。

4、完成了MTF校准算法,实现了对图像清晰度的准确评价,以指导工业相机高度校准与对焦。

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