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研究生: 郭東協
Dong-xie Guo
論文名稱: 捨棄式圓鋸片組裝精度檢測系統之研發
The Development of an Inspection System for Circular Saw Blades with Insertable Teeth
指導教授: 鄧昭瑞
Geo-ry Tang
唐永新
Yeong-Shin Tarng
口試委員: 黃正光
Cheng-kuang Huang
修芳仲
Fang-jung Shiou
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 捨棄式圓鋸片重複性再現性機器視覺檢測系統影像處理
外文關鍵詞: Insertable saw tooth, circular saw blade, inspection system, repeatability, reproducibility
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  • 捨棄式圓鋸片係由多個捨棄式刃片以環形分佈於一鎖刀盤上,可應用於各種板材、塊材或棒材的切割工作。鋸片組裝後之徑向尺寸與軸向偏擺為影響加工件表面品質與刃片壽命的關鍵因素。本研究嘗試開發一套精度檢測系統,以檢測捨棄式圓鋸片之關鍵幾何外型。針對圓鋸片徑向尺寸之變異,研究中採用非接觸式光學檢測模組先對刀刃片之局部進行取像,而後透過影像處理方法度量每一刀刃之徑向尺寸的相對偏差量。至於鋸片之軸向可能的偏轉,本研究採用接觸式數位量錶直接讀取在特定徑向位置下的軸向圓偏擺度。開發完成的檢測系統整合了機構模組、電控驅動模組、機器視覺模組及數位式量錶等硬體設備,並藉由個人電腦結合本研究所撰寫之影像處理、訊號處理及人機介面等軟體程式成為一套智慧型的量測工具。透過若干圓鋸片之樣品的量測,結果顯示此系統的重複性與再現性均符合實用需求。


    Circular saw blades with insertable teeth can be applied to cut various types of plates, blocks and rods. A blade consists of a disk-type tool holder on which insertable saw teeth are positioned radially outwardly. Dimension deviations in radial direction and axial run-out are key factors to the quality as well as the tool life of those saw blades.
    This study has successfully developed an inspection system to examine the critical geometry of saw blades. A non-contact optical inspection module is used to measure the variations of blade’s radial dimensions. Relative deviations are calculated through an evaluation processing based on local images of saw teeth. In order to examine the axial run-out of a blade, a digital indicator is equipped to measure the heights of the blade continuously as the holder rotates around its axis. The hardware of the inspection system includes mechanism module, electrical controlling and driving module, machine vision module and the digital indicator. A friendly human-machine interface connecting with image processing programs and signal processing programs is coded and can be executed on a personal computer. Based on the measuring data obtained from individual inspectors, the inspection system developed by this work shows a good repeatability and reproducibility.

    摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖索引 VII 表索引 XI 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究目的與方法 2 1.3文獻回顧 3 1.4論文架構 5 第二章 量測系統之設計與組成 6 2.1系統架構 7 2.2主軸頭模組 8 2.3機器視覺模組 15 2.3.1 CMOS取像模式 15 2.3.2鏡頭 18 2.3.3光源與照明 21 2.4立式支撐架 23 2.5萬向接頭 23 2.6導螺桿線性運動模組 24 2.7基座與電控模組 28 第三章 圓鋸片之量測 33 3.1影像處理技術 34 3.1.1基本概念 35 3.1.2空間域影像強化處理 38 3.1.3邊緣檢測 40 3.2校正系統 43 3.2.1系統之像素與物理量校正 43 3.2.2影像座標與主軸徑向位置校正 45 3.3圓鋸片徑向尺寸偏差量之量測 48 3.3.1影像自動定位 50 3.3.2影像座標系統檢測 53 3.4圓鋸片軸向圓偏轉度之量測 54 第四章 量測系統穩定度分析與測試 56 4.1量測系統組成 56 4.2量測系統變異 56 4.3系統重複性與再現性之演算 59 4.3.1 GRR的計算方法 59 4.3.2量測系統結果評定 60 第五章 系統整合與實驗結果 62 5.1系統整合 62 5.2系統之操作流程 66 5.3實驗結果與討論 72 5.3.1圓鋸片徑向尺寸偏差量 72 5.3.2圓鋸片之軸向圓偏轉度 75 第六章 結論與未來展望 78 參考文獻 81 附錄A DMKBUC02-USB攝影機特徵 84 附錄B 查表值 86 作者簡介 87

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