自由曲面表面加工質量的在線實時檢測技術.pdf

1、模具技術水平的高低，漸漸成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著社會的發(fā)展，模具型面越來越多的呈現(xiàn)為復雜的自由曲面，其中模具型面加工質量對產(chǎn)品和模具本身質量、壽命都有相當大的影響，是決定零件功能特性的重要因素之一。如果模具表面的粗糙度提高一個等級，其壽命將會得到大大提高?，F(xiàn)在，人們日益認識到模具型面表面粗糙度檢測的重要性，恰當?shù)臏y量方法與設備不但可以幫助用戶輕而易舉地提高產(chǎn)品

2、的質量，更會提高生產(chǎn)效率。為此，對模具型面表面粗糙度的檢測就顯得尤為重要了。未來中國模具的發(fā)展會越來越復雜化，精度要求也越來越高。品種多樣化，變化也就更迅速，這就要求檢測設備除了精度高、測量準確，也要更加靈活才能跟上發(fā)展的腳步。
　　 本設計主要針對機器人在對零件進行拋光研磨加工后工件的表面質量狀況及檢測的需要，擬設計一套在線實時粗糙度檢測系統(tǒng)，可以為機器人下一步的加工控制提供信息。
　　 在本文中，首先簡要敘述了當前國

3、內外關于表面粗糙度檢測的發(fā)展情況；綜合考慮各種檢測方法的優(yōu)劣后，針對模具型面等復雜自由曲面自動拋光系統(tǒng)應用的需要，本文設計了一套可實現(xiàn)曲面表面粗糙度在線檢測的子系統(tǒng)，測量系統(tǒng)基于嵌入式處理器，使用激光測頭，并配套使用高精度的移動控制裝置。該設計是綜合應用了傳感測試技術、圖形圖像處理、機電控制等技術的嵌入式表面質量檢測系統(tǒng)。本論文主要進行了以下研究：
　　 系統(tǒng)利用激光測距的原理，通過精密測距傳感器AT-2測量曲面到測頭的Z向距離

4、，用ARM芯片處理、計算，可得到曲面加工的表面粗糙度值Ra, ARM系統(tǒng)同時還用來完成對執(zhí)行機構運動的控制。
　　 詳細分析了測頭部分的工作原理和設計方法，給出了使用ARM實現(xiàn)控制測頭的方法，介紹了驅動裝置的選擇及工作原理。
　　 簡單介紹了本檢測系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境以及Windows CE5.0操作系統(tǒng)的實現(xiàn)。具體介紹了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的總體設計和部分子系統(tǒng)的實現(xiàn)。重點介紹了對評定基準線的擬合算法和濾波算法，通過對一組數(shù)據(jù)的擬合