微型零件完整成像測量儀技術(shù)研究.pdf

1、隨著儀器、設(shè)備的日益小型化，微型零件應用日益廣泛。由于常規(guī)測量手段的局限性，影像測量方法在微型零件測量中成為國內(nèi)外競相發(fā)展的技術(shù)。然而這種方法必須面對視場和精度的矛盾，通常以犧牲視場為代價。而本文設(shè)計的檢測系統(tǒng)力求在滿足機械配合級精度的基礎(chǔ)上，擴大測量范圍，形成一種新型影像測量儀器。 本文研究的系統(tǒng)通過圖像拼接來解決精度與視場的矛盾。首先使用高性能的圖像采集設(shè)備獲取滿足精度要求的局部圖像；之后，基于模板的圖像拼接方法能夠在保證精

2、度的前提下獲得零件的完整圖像，爾后的檢測任務則完全由對應的圖像測量算法完成。 本論文完成的主要工作有以下三個方面： 成像系統(tǒng)的器件選型：針對被測微型零件的厚度特點評價其成像要求并選擇能夠進行準二維測量的鏡頭。通過成像質(zhì)量要求、與鏡頭視場的配合情況及測量精度要求選擇相機。根據(jù)被測幾何量的特點通過對不同類型光源的實驗對比選擇合適凸顯零件邊緣與模板圖形的光源。 測量系統(tǒng)的設(shè)計與制作：分析適用于本測量系統(tǒng)輪廓測量的照明方

3、式，通過實驗分析低角度照明光源在不同位置時被照圖像亮度均勻性的變化確定了環(huán)形光源的位置。在顯微鏡機身基礎(chǔ)上設(shè)計并加工了工作距離和光軸垂直度可精確調(diào)節(jié)的機構(gòu)。在工作臺的設(shè)計中對比分析了四拼接所需要的機械運動的可行方式并完成了制作。最后完成了完整成像測量儀的實驗樣機。 測量系統(tǒng)的調(diào)試：通過圖像像素當量法初步分析了遠心鏡頭的畸變對測量的影響。通過圖像清晰度的多種算法評測比較和實際圖像驗證，找出了使用模板背景時適用于本硬件系統(tǒng)的清晰度評