基于USB接口的管螺纹刀片测量仪的研究-机械制造及其自动化专业论文.docx

基于USB接口的 基于USB接口的 管螺纹刀片测量仪的研究 机械制造及其自动化专业 研究生徐卫指导教师黄惟公 伴随着人类对零件的精密度的要求不断提高，刀具在加工工业的重要性得 到日益提升；人们对刀具检测设备的要求越来越高，普通的光学投影加目测已 经完全无法满足自动化生产过程的需要。基于这种需求的现状，加之计算机视 觉技术的不断发展，一种基于CCD的刀具检测系统孕育而生。在CCD的使用 上，随CCD器件本身的不同，一般分为两种：面阵CCD：线阵CCD加机械传 动系统。在这两种方式中，人们出于精度、成本的考虑，逐渐趋向于选择后一 种方式。采用线阵CCD、机械传动系统的多功能测控单元和Pc机相结合，对 被测物体的数据信息进行快速采样、存储及数据处理，是线阵CCD数据采集 系统发展的新方向。 管螺纹刀片测量仪是由两个子系统构成：PC处理子系统，多功能测控单元 子系统。多功能测控单元子系统又分为信号采集和机械传动。CCD图像信号采 集完成某个固定横向点上纵向数据的采集；机械传动不断完成刀具横向上的移 动，与此同时，采用光栅传感器来计量机械传动的步进量，最终配合完成整个 刀具的数据采集。采集到的数据按每个横向点通过USB上至上位机，进行数据 处理和显示。 论文在完成管螺纹刀片测量仪理论论证的同时，提出了一种基于USB接口 和线阵CCD的多功能测控单元来实现管螺纹刀片高精度测量的方法。论文的 主要内容和成果如下： 1、了解刀片检测的现状和趋势，完成管螺纹刀片测量仪的总体方案设计， 其中包括测量仪的总体设计、模块划分、多功能测控单元的方案设计以 及系统的工作模式设计； 2、了解线阵CCD的测量原理，运用复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成对线 2、了解线阵CCD的测量原理，运用复杂可编程逻辑器件(CPLD)完成对线 阵CCD．TCDl501D驱动时序的设计： 3、为了提高测量仪的测量精度，论文先对线阵CCD输出的高速图象信号 差分放大等信号调理后，采用高速ADC．TLC5510完成CCD信号的高 速采集，并采用8K的RAM-CY6264对数据缓存： 4、把多功能测控单元的整体控制(包括线阵CCD时序控制，数据采集、 传输)集成到复杂可编程逻辑器件(CPLD)d?去，提高了系统的集成度； 5、应用GPIF方式读取缓存数据，并采用USB接口实现了与上位机的数据 通信，目的就是增强数据传输的速度、提高现场工作效率； 6、对采集的数据进行简单处理，并编制了用户接口软件直观显示出测量结 果。 关键词：USB，线阵CCD，刀具检测，CPLD，驱动 Development Development of the Instrument for Measuring Chaser Base on USB Intetrace Major：Mechanical manufacturing and automation PostgraduateXu Wei Supervisor：Huang Wei-gong 、撕m the people increasing unceasingly for the components accuracy request,the cutting tool obtains its importance by daily promotion in the processing industry．It is more and more important to the curing tools for the check-out facility request,the ordinary optical projection with the range estimate has been already unable to satisfy the need of the automation production．Based 011 this kind of demand situation present,and with the great development ofthe computer vision technology,one kind of cutting tool measuring system based on the CCD has been breeding．CCD is divided into two kinds generally by the difference of itself：Area array CCD and linear CCD with the mechanically-driven device system．In these two kinds． considering from t