基于DSP的磨削表面粗糙度在線檢測系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、粗糙度是指加工表面上微小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，對機(jī)器和儀表的性能和壽命有著重要的影響。隨著機(jī)械加工自動化程度的提高，很多零件由抽檢改為必檢，對表面粗糙度在線測量提出了越來越高的要求。目前，大部分的粗糙度檢測系統(tǒng)都是基于PC機(jī)加圖像采集卡設(shè)計(jì)的，其缺點(diǎn)是成本高、安裝攜帶不方便、不便于工業(yè)現(xiàn)場安裝使用。近年來，嵌入式系統(tǒng)發(fā)展迅速，處理速度和存儲容量都在不斷提高，尤其是DSP芯片，它具有外設(shè)接口豐富和易編程等優(yōu)點(diǎn)，從而為基于DS

2、P的粗糙度在線檢測系統(tǒng)開發(fā)提供了基礎(chǔ)。
　　本文在國家重大科技專項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”項(xiàng)目子課題“典型零件磨削表面粗糙度在線檢測技術(shù)與裝置”（課題編號:2011ZX04016-041）的資助下，研究并設(shè)計(jì)了一套基于DSP的粗糙度在線檢測系統(tǒng)。
　　論文的主要研究工作有
　　(1)介紹了表面粗糙度的定義及形成原因;闡述了光散射原理，并對散射光強(qiáng)分布與表面粗糙度之間的定性與定量關(guān)系進(jìn)行了分析;最后闡述了機(jī)器視覺的

3、基本理論，選取了基于光散射原理和機(jī)器視覺的表面粗糙度檢測方案。
　　(2)設(shè)計(jì)了工件表面粗糙度在線檢測系統(tǒng)的硬件模塊，包括光學(xué)測量模塊、圖像采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通信模塊，并且對每個(gè)模塊具體的元件選型以及工作原理進(jìn)行了介紹。
　　(3)設(shè)計(jì)了一套完整的粗糙度檢測算法，包括圖像預(yù)處理、特征參數(shù)提取以及基于多分類支持向量機(jī)的粗糙度等級識別，經(jīng)MATLAB仿真驗(yàn)證，該算法可以有效識別粗糙度等級。
　　(4)將設(shè)計(jì)的粗糙度檢

4、測算法移植到硬件平臺上。首先，用C語言編寫了粗糙度檢測算法;然后，通過燒錄軟件將其固化到數(shù)據(jù)不易丟失的Flash芯片中，從而完成了基于DSP的粗糙度在線檢測系統(tǒng)開發(fā);最后，通過實(shí)例驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性。
　　本文基于光散射原理和機(jī)器視覺理論，并結(jié)合DSP芯片，設(shè)計(jì)了一套磨削表面粗糙度在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)首先通過工業(yè)相機(jī)采集光散射圖像;再采用高性能的DSP芯片，對采集到的圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理以及特征參數(shù)的提取;最后利用建立的多分類支持向