史伟[1]2000年在《高精度洁净度检测方法研究》文中进行了进一步梳理物体表面洁净度的高低，对仪器的性能和精度有着重要的影响。目前对物体表面洁净度的检测，多采用的是人眼观察、称重检测、溶剂法等方法，导致人为干扰因素过多、操作复杂、精度低。为了能够快速、便捷、准确、全面的对物体表面的洁净度进行检测。在此论文提出了采用图像处理的方法对物体表面的洁净度进行检测。 本文介绍了利用图像处理技术对物体表面的洁净度进行检测和实现的方案，阐述了用数学形态学对图像进行处理的方法。理论分析和实验表明，用图像处理技术检测高洁净度物体表面有符合定义、准确性高的优点。 论文第一章概述论述了物体表面处理的背景，物体表面洁净度的检测标准和国内外一些洁净度的检测方法。对比了国内外的一些洁净度的检测方法，分析了图像处理的优缺点，提出来应用图像处理的方法对物体的表面进行处理。阐述了物体表面洁净度检测的重要意义。并提出了课题的研究方向和任务；在第二章中对检测三种试件：平板玻璃件，透镜类和金属件的机械结构和检测原理进行了简要的说明，其中着重介绍了平板玻璃件的测试原理和机械机构的设计。并对实验中，采集图像的摄像头CCD的选取进行了分析比较。而且对硬件的选取和调试、视频采集程序的编制进行了分析；在第三章介绍了一些图像的基础知识和图像的采样原理，并分析了图像噪声的来源。同时介绍了数学形态学的一些基本的运算规则膨胀和腐蚀，并对数学形态学中常用的结构元素进行了解释、说明。对图像处理中常用的阈值分割的重要意义进行了阐述，并对不同的阈值分割的方法进行比较、分析。同时，介绍了采用的开发工具Matlab和Visual C++的一些功能，和图像处理中重要的BMP文件的DIB类，并提出了采用Visual C++和Matlab相结合的数字图像处理的工具；而在第四章对图像处理四川大学硕士毕业论文中的定标量0(0=o.sp而像素)进行了说明，分别着重介绍了图像处理的具体的方法，图像预处理、二值化、表面的颗粒数、颗粒的分布函数、颗粒的最大几何直径和面积做了具体的分析，采用自相关函数来描述图像的性质进行了分析。章中最后分析了图像处理软件的实现方法，对采用Matlab和VisualC++相结合的方法对图像进行处理的优缺点进行了阐述;第五章中进行了总结，并对今后表面洁净度的研究提出了进一步的要求。 论文实现的对物体表面的洁净度的处理，其精度可以达到0.5娜，并在一定的程度上实现了数据的自动采集和数据处理，达到了系统的要求，为今后物体表面洁净度的检测提供了一定的基础。
蒋勇[2]2009年在《大口径光学元件表面洁净度检测分析系统研制》文中指出光学元件表面洁净度对激光器的负载能力有着重要的影响。目前对光学元件表面洁净度的检测,多采用的是人眼观察的方法,导致人为干扰因素过多、操作复杂、精度低,而利用图像检测分析的方法最大优点是精确,快速,可靠,以及数字化,因此本文采用图像检测分析技术,研制一套针对光学元件表面洁净度的检测分析系统。本文首先论述了表面洁净度的背景知识,表面洁净度的检测标准和国内外一些洁净度的检测方法,对比了国内外的一些洁净度的检测方法。并提出了课题的研究方向和任务,即研制一种应用于光学元件表面洁净度检测的系统。该系统利用DALSA公司的线阵CCD摄像机和图像采集卡,锡明公司的卤素灯光源,自行设计的机械运动扫描装置,图像处理计算机等组成系统硬件部分。采用比例法对系统进行标定,标定精度达到实际测量要求。系统具有的主要功能为图像采集与处理,图像分割,图像测量与分析。通过图像处理与分割,自动判别、提取原图像中感兴趣目标的信息,例如面积、周长等,通过对图像的形态处理,可以半自动的测量图像中点的位置、线段长度、面积大小,并做出标记;通过边缘检测,可以自动检测出边缘之间的距离等,同时具有小型图像处理软件通用的功能,如图像相加、减,形态处理,图像分割等。文章最后对系统用到的关键性技术进行了论述,包括利用ANSYS Workbench软件对机械运动扫描装置的强度与变形情况分析校核;利用Matlab与VC混合程序技术,实现图像处理与图像分析功能;利用数学形态学对污染物特征描述。
任铮[3]2010年在《光学元件表面广义疵病检测系统模块化设计与过程管理》文中认为高功率固体激光装置的负载能力是装置的一项重要指标,长期的现场数据和研究表明,光学元件表面广义疵病是影响装置负载能力的重要因素之一,而对表面广义疵病的检测和分析是控制光学元件质量进而提高装置负载能力的前提。论文采用模块化方法对光学元件表面广义疵病检测装置设计开发过程展开研究。针对项目需求,提出了采用模块化设计方法实现复杂的机电一体化测控系统,将系统分解成相对可独立的功能模块,并对设计过程进行管理,降低了系统设计的复杂度和不确定性,避免了项目研究思路的混乱和开发的不规范性。为实现精密光学元件表面广义疵病检测系统功能,论文从以下几个方面进行研究:①基于遵循ADT(公理化设计理论),运用DSM(设计结构矩阵)模块化思想,围绕总体目标自上而下层层展开,通过需求分析、功能分析与建模、模块化分解与求解,提出设计方案,并采用WBS(工作分解结构)表述整个系统设计任务模块,控制研发进度;②通过需求分析和功能建模,综合考虑系统的功能目标和约束条件,针对检测对象,通过模块化分解将功能子系统分为三部分,分别是:视觉子系统、运动控制子系统和图像处理与分析软件子系统;③在满足模块功能要求和约束条件的前提下,设计了照明系统、三维电控平台和夹持架,选用步进电机和光栅尺实现闭环高精度运动控制,通过线阵CCD获取疵病图像,采用图像处理技术得到疵病特征参数,使用Visual C++2005开发了软件子系统,实现了各个模块求解;④对系统进行测试,验证系统的主要性能是否达到设计指标,验证设计的有效性和实用性。
李梦奇, 李冬英, 谢志江[4]2010年在《基于多学科优化的大口径光学元件表面洁净度检测系统》文中认为基于机器视觉的图像处理方法突破了检测区域的尺寸限制,能满足大口径光学元件表面洁净度检测的需要,但存在光、机、电耦合问题。采用多学科设计优化方法处理学科间的耦合关系,建立了学科间耦合关系和学科耦合分析模型,实现了学科协调;分析了光学系统设计、运动系统设计、结构设计、图像拼接、图像处理和洁净度计算等多学科子系统实现的关键点,建立了满足检测要求的检测系统。
刘长春[5]2010年在《一种新型超精密光学元件瑕疵检测装置开发》文中研究指明精密光学元件表面质量的高低对激光系统的运行有极其重要的影响,目前对光学元件表面瑕疵的检测,多采用的是人眼观察的方法,此方法存在效率低,检测结果跟人的经验有直接的关系,存在检测结果不稳定的现象,同时该激光系统中光学元件种类繁多,每种光学元件又有不同的规格,若用人眼检测,不仅效率低同时也会带来检测质量参差不齐的现象,因此需要一种新的自动化程度高的检测装置代替人眼检测。考虑到光学元件处于超洁净环境,本装置采用机器视觉的方式对光学玻璃表面质量检测,以防止二次污染。考虑到光学元件的规格,本装置采用线阵CCD(charge coupled device,电荷耦合器件)相机相对光学玻璃运动的方式完成采样;采用自行设计的玻璃夹具固定光学元件以及三维步进电机带动的平移台实现相机在笛卡尔坐标系内的移动,最终实现线阵相机对夹具上的光学元件的对焦以及扫描,完成采样。采样完成后,图像工作站对采集的图像进行拼接等处理,最终给出光学玻璃洁净度等级。本文的主要工作如下:①探讨了图像采集的关键技术,设计出基于机器视觉的检测装置,完成硬件部分的设计以及相关分析,包括相机、光源的选择以及整个装置的结构设计。②用于采用的是线阵相机,每次扫描是的图像是几个像素宽的小图像,待整个光学元件扫描后,需要对众多小图像拼接,组合成一幅完整的光学元件图像,以便下一步的处理,在本装置中,采用的是丝杠精确定位和试验验证的的方法,完成图像的拼接。③采用canny算子和snake模型对图像进行分割,对分割后的图像采用形态学的一些方法,计算出分割后图像中污染颗粒物的数量以及面积计算,给出洁净度等级。
楚红雨, 谢志江, 邵延华, 米增真, 刘琴[6]2010年在《基于机器视觉的光学元件表面洁净度检测仪研制》文中研究说明针对SG-III精密光学元件表面洁净度检测特点,提出了基于机器视觉的检测方案。设计了三维电控平台和夹持架,选用步进电机和光栅尺实现闭环高精度控制,采用线阵CCD作为图像采集设备,选用卤素灯作为光源,利用图像处理技术得到污染物的特征参数。对340mm*340mm的光学元件测试表明,检测仪能在11分钟内完成单面扫描和分析,识别15μm以上的污染物,大大提高了检测效率。该技术可应用于多种精密表面检测项目。
杨文[7]2016年在《微纳磨床实验室高精度恒温空调设计及气流组织的节能性分析》文中指出中国政府在“十三五规划”中指出工业结构升级的主攻方向是智能制造、数控机床等工业;并且同时指出低碳经济将成为十三五规划的重点方向之一。精密机械制造业对于空气环境的严格要求,使得高精度环境空调变得举足轻重。本课题所研究微纳磨床实验室是现代机械加工车间和大型精密加工实验室的一个缩影,课题来源于东华大学“863”项目,该项目旨在对航天零件微纳米级机械加工技术进行研究,由于实验室自身条件及设备容量限制,普通恒温恒湿机组达不到要求。本文在恒温空调系统设计中考虑到空间限制的问题及加工区温度控制精度问题,实现一套空调机组服务于两级净化房间,并能保证各自温湿度等条件符合要求。在模拟方面,摒弃传统速度入口设置方式,采用多孔阶跃模型对多孔板送风口进行定义,使得室内气流组织模拟更具可靠性。在模拟分析方面,从保证零件加工区温度和速度的稳定性与均匀性出发,对该实验室内环境温度场、速度场进行了数值模拟分析,并针对气流组织形式和送风量进行了相应的节能可行性分析,该方法若推广于大型加工车间或实验室,将会产生很大的节能效果。本研究对加工区的温度控制精度要求高,设计送风方式一般采用全面送风的送风方式,但全面送风方式应用在房间面积较大的加工车间时,有送风量大、能耗高、初投资高的缺点,尤其是当室内热源过于集中时,会造成部分冷量浪费现象。本课题通过对全面送风及局部送风方式的气流组织进行模拟对比分析,认为采用局部送风的方式同样可使室内工作区温度均匀性达到控制要求;通过对局部送风方式气流组织的优化后模拟分析得出,在满足温度场和速度场均匀性前提下使用局部送风方式可以减小送风量以达到节能的目的,且风量最多可减少30%,此时机组总制冷量可减少37.9%,再热量可节约33.3%。此外,为确认零件不同高度和围护结构对温度和速度场是否有影响和消除不利影响,进行了进一步的模拟分析,保证了在该机床工作区上下加工极限位置平面的温度均匀性均满足加工要求;围护结构温度升高在5℃范围以内可以保证磨床加工区温度不受影响。本研究通过对机械加工实验室内气流组织的优化,及对加工平面内的温度、速度均匀性进行的分析,可以为进一步提高机械加工的加工精度提供参考。
张江山[8]2017年在《钢包长水口应用于中间包湍流控制的基础研究与实践》文中提出本文采用数值模拟、物理模拟和工业实验相结合的方法研究了不同钢包长水口对中间包内的湍流控制机理以及对钢液洁净度的影响,从而探索了采用钢包长水口用于中间包流动控制的理论基础和工业可行性。首先,针对目前比较流行的几种模拟水口和中间包流动的数学模型进行了评估,包括标准k-ε数学模型、雷诺应力模型和大涡模拟模型。结果表明,通过合理安排结构网格的设计和计算方法,大涡模拟模型能够较好地捕捉水口和中间包内的瞬态湍流结构,能够获得较小尺度的湍流脉动信息,有利于湍流结构的深入研究和探讨。同时,通过建立物理模型对大涡模拟的计算结果进行了对比验证,两者的速度场匹配度较好。论文采用大涡模拟对目前已经工业化的传统型和喇叭型钢包长水口模型的内部湍流结构进行了对比研究。为了便于对比验证,水口模型为1/3比例的水模型。研究结果表明,喇叭型水口的扩张段一方面促进了水口内涡流的产生和湍动能的耗散,另一方面增加了水口内有效流动容积和出口面积。这使得喇叭型水口的出口速度较小,主流股不是直流向下而是呈摇摆形向下流动。长水口的出口流股特征影响着中间包内的钢液流动。传统型直筒水口的出口流股速度较大,对中间包底部冲击相对较大,中包表面流速也相对较大。喇叭型水口的出口流股速度较小,摇摆形的流股能与更多体积的中间包流体进行混匀,湍动能得到进一步耗散,从而缓和了对中包底部的冲击,获得了相对平缓的表面流速。同时,物理模拟验证了数值模拟关于喇叭型水口的作用,在钢包开浇时渣层裸露面积较小,在稳定浇注时液面也更加平稳。这部分模拟结果揭示了喇叭型水口在提高连铸运作效率和改善钢液洁净度方面的作用机理。然后,论文将大涡模拟的应用扩展到了实际钢包长水口和中间包内,探讨了典型喇叭型钢包长水口内的钢液流动的三段式湍流结构。研究发现,喇叭段长度H与出口直径D的比例对水口内流动特征影响较大。为了获得发展更为充分的水口湍流运动和避免出口回流的产生,两者比例的建议值为H/D≥4,该值适用于市场上的两类喇叭型钢包长水口。工艺参数也影响着水口内的湍流运动。当滑动水口的开口面积为一半时,在水口入口主流股的两侧形成了不同尺度的漩涡。主流股的运动轨迹呈曲率较小的弧形曲线,最终在偏向滑动水口开口侧的出口处流出,造成了出口流股的不对称性。为了进一步研究两类工业化长水口的不同冶金效果,文章进行了工业化实验研究。工业实验首先对比研究了喇叭型水口和传统型水口开浇、钢包下降和稳态浇注时的中包内的钢液飞溅、冒烟和钢液裸露的现象。结果表明,在非稳态浇注时,喇叭型水口能缓解钢液飞溅;在稳态浇注时,能获得更为平静的中包液面,这体现了该水口在改善现场操作和钢液洁净度方面的潜在作用。通过在开浇前、开浇完成时(3 min)和稳态浇注时取样分析,[Al]、[N]和T.O.检测结果表明,使用喇叭型水口时,T.O.和[N]含量相比传统型水口的都较低,相对传统型水口分别降低7.8%和8.3%。喇叭型水口对于减少[Al]损失的贡献值为21 ppm,相比传统型水口的提高幅度为6.1%。同时,文章也对比了长水口和其他控流装置的洁净化钢液的效果,结果表明,考虑到钢包长水口简单的结构设计和易操作性,钢包长水口是一个具有市场竞争力的中间包控流装置。最后,文章探索了一种新型的具有三个扩张段的耗散型钢包长水口内的湍流控制机制和应用的可能性。三个扩张段的作用主要在于促使水口内的湍流自耗散,模拟结果表明水口内最大涡量值和应变率明显增加,促进了水口内的湍动能耗散。配合喇叭型的出口段,耗散型水口的出口流股速度明显减低,且摆动较为剧烈。这些出口流股特征促进了中包内活塞区的增加,改善了中包内的整体混匀情况。然而,耗散型水口目前只停留在一个理念探索的阶段,仍然存在加工制作和实际应用方面的问题。
沈祖宏[9]2012年在《环境因素及控制方法研究》文中研究说明集成电路产业是我国重点发展的新兴战略产业，国家集成电路十二五规划中明确了集成电路是国家战略性新兴产业，，集成电路制造业是集成电路产业中极其重要的一环。集成电路制造是一个非常复杂的流程，其中光刻是其中最重要的环节。由于光刻设备的精密性要求以及光刻材料的敏感性，环境因素会对其产生非常大的影响从而影响产品质量，尤其是微振动、颗粒污染和气态分子污染属于环境工程学需要研究的对象。本文尝试从光刻设备的原理出发，结合国内外资料及自身工作实践经验，论述上述环境因素对生产造成的影响，分析各类对光刻区生产造成影响的环境污染因子的来源以及相关控制标准的对比，进而介绍其控制原理及控制方法，包括各类设备及其应用方案，然后以层次分析（AHP）和趋势图分析的方法来对实际案例进行分析。光刻区域的环境因素很多，需综合考虑并有针对性地采取措施。本研究较完整地分析了集成电路生产线光刻区域的环境因素控制方法，推导了在微振动、颗粒污染和气态分子污染方面有效的处理流程并总结了相关经验。
倪卫[10]2009年在《复杂环境侧装零部件洁净精密装校技术研究》文中进行了进一步梳理复杂环境主要指装校环境具有洁净要求,装校操作空间狭小、待装校零部件重量较大,零部件装校定位精度要求较高等特殊要求。在本论文中主要针对某工程建设中涉及到的在复杂环境下从系统侧面进行装校的零部件(简称侧装零部件)的装校相关技术进行研究,尤其是其中关于如何实现零部件的快速装配、校正和拆卸,即装校作业,这是整个工程中一项具有相当规模和技术难度的课题,直接关系到整个工程建设。本课题正是以复杂环境侧装零部件洁净精密装校作为主要研究内容,引入了基于三维实体模型的虚拟装校技术,从虚拟装校的角度出发,探讨了三维可视化装校、装校关键技术等问题,并在SolidWorks三维虚拟环境中较好的实现了对各类侧装零部件虚拟洁净精密装校技术的分析,提出了洁净精密装校过程中涉及到的主要关键技术,包括:零部件装校流程、零部件装校过程的位姿描述、装校装运顺序和路径规划,零部件精密定位与检测、零部件全流程洁净闭环和装校能力评价体系建立等部分,分别对各项关键技术进行了深入分析和研究,并提出了相应的解决措施和办法。针对侧装零部件特殊的装校方法、装校环境和装校边界等条件,结合侧装零部件洁净精密装校流程实现总体思路,提出了一套满足该洁净精密装校技术各项要求的侧装零部件辅助装校系统设计方案。侧装零部件辅助装校系统具有实现跨区域转运和现场洁净精密装校两个主要功能。最后以真实的侧装零部件为例,对侧装零部件辅助装校系统主要功能、实现方式和作业流程进行了深入细致的分析,提出了一套完整的面向复杂环境侧装零部件现场洁净精密装校技术实现的合理可行的策略,达到了设计目标,即在规定时间内,完成将侧装零部件在洁净条件下精确的装入复杂环境预定位置或者从复杂环境中拆卸下来的任务,为最终实现侧装零部件洁净精密装校作业的标准化、科学化、人性化打下坚实的基础。
参考文献：
[1]. 高精度洁净度检测方法研究[D]. 史伟. 四川大学. 2000
[2]. 大口径光学元件表面洁净度检测分析系统研制[D]. 蒋勇. 重庆大学. 2009
[3]. 光学元件表面广义疵病检测系统模块化设计与过程管理[D]. 任铮. 重庆大学. 2010
[4]. 基于多学科优化的大口径光学元件表面洁净度检测系统[J]. 李梦奇, 李冬英, 谢志江. 中国机械工程. 2010
[5]. 一种新型超精密光学元件瑕疵检测装置开发[D]. 刘长春. 重庆大学. 2010
[6]. 基于机器视觉的光学元件表面洁净度检测仪研制[J]. 楚红雨, 谢志江, 邵延华, 米增真, 刘琴. 现代科学仪器. 2010
[7]. 微纳磨床实验室高精度恒温空调设计及气流组织的节能性分析[D]. 杨文. 东华大学. 2016
[8]. 钢包长水口应用于中间包湍流控制的基础研究与实践[D]. 张江山. 北京科技大学. 2017
[9]. 环境因素及控制方法研究[D]. 沈祖宏. 上海交通大学. 2012
[10]. 复杂环境侧装零部件洁净精密装校技术研究[D]. 倪卫. 重庆大学. 2009