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为了改善装配过程中叶尖间隙一直以来采用塞尺测量带来的效率低和精度不高,甚至对叶片石墨涂层刮伤的缺点,本文依据如今蓬勃发展的先进光学影像测量技术和运动控制技术,提出了一种利用光学影像测量装配过程中叶尖间隙的非接触测量方法。 在测量系统的执行机构上,在横向上采用左右螺旋直线运动单元,纵向上采用双直线运动单元,如此,可依据实际情况和需要,选用单个或双个CCD摄像机进行测量。 在测量系统的定位控制上,采用了基于PC和运动控制卡的开放式运动控制系统;.利用不完全依赖于数学模型的PID参数调整方法,以达到在实际工况下的最优控制;对系统的定位误差进行了分析,同时对误差进行了修正补偿;并对基于本文运动控制卡的关键技术进行了分析和讨论。 在测量系统的自动对焦上,正是基于系统能够精确定位的基础上,通过将工业摄像机固定在执行机构沿光轴的方向上,依赖于执行机构的运动,直接驱动摄像机运动得以调节物距,从而间接实现调焦。本文基于方差评价函数和梯度评价函数的基础上,在梯度函数上加一个阈值,在较大范围离焦的情况下,利用方差函数快速粗略地寻求对焦位置;在较小范围离焦情况下,利用优化后的梯度函数进行精确的对焦。对于这种复合的评价函数,其稳定性良好,计算时间较短,同时也能够保证对焦精度。 在测量系统的图像处理和测量上,对高斯滤波和中值滤波以及常见的经典边缘检测算法进行了仿真试验对比,综合分析后,采用了高斯滤波平滑图像,之后采用Canny算法进行边缘轮廓检测,最后通过Hough变换标识间隙轮廓直线。 本文在模拟试验后对测量系统的不确定度进行了分析,同时对不确定度的因素进行了分析,并给出了相应的解决措施。