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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林伯勳
研究生(外文):Po-hsun Lin
論文名稱:破壞式微型鑽針視覺心厚量測系統開發
論文名稱(外文):Development of a Vision-Based Destructive Web Thickness Measuring System for Microdrills
指導教授:修芳仲
指導教授(外文):Fang-Jung Shiou
口試委員:修芳仲
口試委員(外文):Fang-Jung Shiou
口試日期:2013-07-12
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:機械工程系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:88
中文關鍵詞:機械視覺影像處理量測系統微型鑽針
外文關鍵詞:machine visionImage processingMeasurement SystemMicrodrills
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微型鑽針朝向精密化製程的發展,製造商為確保品質導入心厚特徵的量測。本研究參考現有的量測機台,重新設計製作完成一套新型破壞式微型鑽針機器視覺心厚量測系統,著重於鑽針定位分析、UC型心厚量測方法及效能的優化。在鑽針定位分析方面,本系統增加了鑽針長度的差異性量測,使得量測時具備著相同量測基準的條件。對於心厚量測程序,本研究先取得心厚之圖像,經二值化、測邊等影像前處理後,再由邊點資料以最小平方擬圓方法取得心厚值。前述方法,經實驗結果顯示具有±1.5μm之重現性且最大誤差在2μm以內。至於效能改善部分,系統經由重新的配置與修正研磨程序後,相較於現有的量測機台,能減少百分之四十的量測時間。
The quality requirement of micro drills is increasing, with respect to the tendency of high precision and miniaturization development. In order to ensure the product quality, the micro drill manufacturers utilized new inspection instruments to conduct the quality control of a microdrill. Considering the design and quality inspection of a microdrill, the web thickness is one of the key factors. As a result, this study developed a destructive visual inspection system for the application of web thickness measurement of a microdrill. The developed concept of this system is to modify and improve the performance of an existed web thickness system. This new system focused on the drill positioning analysis, the investigation of UC-type core web thickness measurement methods, and the whole system optimization. Concerning the drill positioning analysis, this study has overcome the length differences of the micro drills, in which the measurements could be executed under the same reference level conditions. Regarding the investigation of UC-type core web thickness measurement methods, the web thickness image acquisition is first executed, then the binary image is implemented, finally, the edge detection method of a binary image is performed to get the edge boundary data points. The least squares circle method was used to calculate the web thickness. Experimental results show that the repeatability of the development system was ± 1.5 μm and the maximum error was less than 2 μm. After reconfiguring and modifying the grinding process sequence, the measuring time was improved about 40 percent compared with the existed system.
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖索引 VII
表索引 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 4
1.2.1 自動化光學檢測 4
1.2.2 微型鑽針量測 6
1.2.3 鑽針心厚量測技術 6
1.3 研究目的與流程 7
1.4 論文架構 9
第二章 微型鑽針 10
2.1 微型鑽針製程與種類 10
2.1.1 鑽針的製程 10
2.1.2 鑽針的種類 12
2.2 心厚值特徵 14
2.2.1 心厚設計與影響 14
2.2.2 心厚值量測系統 16
第三章 量測系統之設計與各模組介紹 18
3.1 系統的改良要點 18
3.2 影像視覺模組 21
3.2.1 定位視覺模組 21
3.2.2 心厚視覺模組 23
3.3 運動定位模組 24
3.3.1 運動平台控制 25
3.3.2 運動平台檢驗 26
3.4 砂輪研磨模組 27
3.5 軟體控制模組 28
第四章 量測系統的相關原理 32
4.1 影像處理 32
4.2 鑽針影像定位 35
4.2.1 量測基準的建立 36
4.2.2 鑽尖點與砂輪偵測 38
4.3 心厚影像量測 40
4.4 影像校正 44
4.4.1 定位影像的轉換因子 44
4.4.2 心厚影像的轉換因子 45
4.5 影像心厚對焦方法 47
第五章 系統整合與檢測實驗 50
5.1 系統整合 51
5.2 轉換因子的實驗 52
5.3 鑽針置放影響性實驗 57
5.4 對焦距離影響性實驗 59
5.5 截面心厚值量測 60
5.6 系統量測效能 62
第六章 結論與未來展望 65
參考文獻 67
附錄 70
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[25]Image Source, http://www.theimagingsource.com/,(2012) 。
[26]立川國際股份有限公司,http://www.tachikawa.com.tw/,(2012)。
[27]台灣三住技術資料,http://tw.misumi-ec.com/,(2012) 。
[28]RENISHAW臺灣,http://www.renishaw.com.tw/,(2012) 。
[29]台灣三豐公司,http://www.mitutoyo.com.tw/,(2012) 。
[30]美商國家儀器公司,http://www.ni.com.tw/,(2012) 。
[31]Optodyne,http://www.optodyne.it/en_index.html/,(2012)。
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