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研究生:林希賢
研究生(外文):Shi-Shyan Lin
論文名稱:非接觸式精密刀具對心系統之研製
指導教授:趙崇禮趙崇禮引用關係
指導教授(外文):Choung-Lii Chao
學位類別:碩士
校院名稱:中正理工學院
系所名稱:兵器工程研究所
學門:軍警國防安全學門
學類:軍事學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1998
畢業學年度:86
語文別:英文
中文關鍵詞:超精密車削加工刀具對心邊緣偵測
外文關鍵詞:Precision diamond turningTool-settingEdge-detection
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超精密車削加工中刀具對心誤差及刀具形狀誤差會於加工過程中轉寫
為工件輪廓誤差,而精密刀具定位系統則為確保刀具對心精度不可或缺之
工具。現存超精密車削加工中之刀具定位系統多為接觸式且有過於依賴人
力及經驗的缺點。本研究研製之精密刀具定位系統為非接觸式,應用邊緣
偵測(Edge Detection)影像處理技術做刀具之邊緣偵測並配合超精密加工
機之CNC數值控制器對現存刀具對心不易問題進行改善。實驗結果顯示以
本研究發展之精密刀具定位系統可將圓弧刀、半圓弧刀、尖刀等不同幾何
形狀之刀具,無論在X方向或Z方向,定位至刀尖位置誤差於±1mm範圍內。
而經實際切削結果確認換刀後與對心刀具間於刀尖位置誤差約為1mm,此亦
證明本系統確能穩定且快速的完成對心之要求。
Precise and efficient tool setting technique and accurate
tool shape are of essential importance in ultra-precision diamond
turning operation. Most of the tool setting stations now in use
are laborious, inefficient and rely heavily on the experienced.
A non-contact precision tool setting system is developed and
built in this study using edge-detection image processing
technique in conjunction with CNC controller of the precision
turning machine to improve the system presently available.
The results show that tools of different shapes namely round,
half-round and sharp tool can all be positioned to within an
error band of ±1mm by using the developed tool setting system.
1.前言
2.刀具對心及形狀誤差偵測系統之設計
2.1.對心誤差之定義及影響
2.2.刀具形狀誤差之成因及影響
2.3.現存對心系統之缺點
2.4.刀具對心系統設計
3.刀具邊緣偵測之影像分析
3.1.數位化影像之擷取
3.2.影像灰階長條圖
3.3.轉換區域之選取
3.4.長條圖均衡強化法
3.5.邊緣偵測
3.5.1.Zernike動差運算子
3.5.2.以Zernike動差運算子為基礎的邊緣偵測
3.6.補點
3.7.細化
3.8.雜訊去除
4.實驗結果與討論
4.1.實驗設計
4.2.實驗設備
4.3.刀具對心實驗
4.3.1.各種刀具幾何形狀之刀具邊緣偵測
4.3.2.影像像素與刀尖位置判斷
4.3.3.影像量測位移與實際位移之比較分析
4.3.4.閉合差之檢驗
4.4.刀具定位誤差實驗
4.5.對心系統之實際加工驗證結果
4.6.刀具輪廓誤差與誤差
4.7.雜訊干擾之影響
5.結論
參考文獻
自傳
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