集成视觉与触觉的回转体测量仪

摘要

工业的迅速发展，对测量仪器提出了越来越高的要求，传统的测量仪器已经不能满足在线快速测量的需求。回转体工件广泛应用于工业、农业、国防建设等各个领域，在生产、制造行业占有很大的比重，迫切需要实现对回转体工件进行快速、全面的检测。单一传感器由于其固有局限性，无法满足高精度在线测量的要求，因此本文设计了一种集成视觉测量与触觉测量的回转体工件测量仪，将单目视觉和接触式探针两种探测系统合理结合，根据回转体工件待测特征的不同选择不同的传感器对工件进行测量，既提高了测量速度，又保证了测量精度。
　　 本文的主要内容如下：
　　 1.根据回转体工件的特点，采用固定桥式坐标测量机配合转台系统对回转体工件内外径进行测量，采用单目视觉系统对回转体工件小尺寸参数进行测量，集成接触测量与非接触测量的优点，能够快速高效地对回转体工件进行全面检测。本文还分别建立了接触式探针与摄像机的数学模型，将两传感器的探测信息统一到工作台坐标系下。
　　 2.选用PMAC2A-PC/104运动控制卡作为运动控制系统的核心，配合上位机软件对各运动部件进行实时控制。利用PMAC自带的通讯库函数实现上位机与运动控制卡之间的通信，实时地将仪器各运动部件的运动状态反馈到上位机。并对探针运动路径进行了规划与监控，在软件层面增强了系统的安全性。
　　 3.在Windows系统下编写了测量软件在分析测量软件基本功能的基础上，提出了本文测量软件的设计思想。采用多线程机制，根据测量任务实时的创建、销毁线程，提高了工控机CPU的利用效率，保证探测数据能够得到及时的处理；设计了良好的人机交互界面，根据工件基本参数创建了三维模型，并对视觉系统采集到的图像信息进行实时显示。