如何使用線陣CCD和STM32單片機實現(xiàn)滾針直徑的精確測量

　　滾針軸承具有較小的體積及較高的承載能力，廣泛應(yīng)用于交通運輸、家用電器、機床機械等工業(yè)領(lǐng)域。作為滾針軸承的主要零部件，滾針的直徑精度直接影響到軸承的質(zhì)量。所以，滾針的直徑檢測就是一個重要問題，目前廠家主要使用接觸式測徑方式，檢測速度慢，精度低，成本高。 本文分析了目前針對這個問題的主要解決方案的特點，其中投影法方案環(huán)境適應(yīng)能力強，抗干擾能力好，成本低。因此本文采用投影法，使用STM32芯片驅(qū)動線陣CCD采集投影信號，CCD輸出信號經(jīng)STM32模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過USB協(xié)議發(fā)送到上位機，在上位機由軟件進行數(shù)據(jù)處理，獲得準確的直徑測量值。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)對滾針進行非接觸測徑，實現(xiàn)了對2-8mm滾針的高精度直徑測量，測量精度優(yōu)于±5um，整個系統(tǒng)方案達到了預(yù)期的測量要求，但要達到更高要求，還需要對元器件進行升級，優(yōu)化系統(tǒng)配置。 本系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了滾針非接觸直徑測量的整體設(shè)計方案。本文在結(jié)構(gòu)上首先闡述了投影法檢測原理，利用投影放大法實現(xiàn)提高檢測精度，以及整個系統(tǒng)的光路設(shè)計、電路設(shè)計、CCD驅(qū)動設(shè)計、元器件的參數(shù)選擇，并設(shè)計了未來產(chǎn)品化的實物機械圖；然后，就STM32與上位機USB通信，上位機中的算法以及軟件設(shè)計做了重點討論；最后，對本系統(tǒng)進行非接觸測量的步驟進行了描述，分析了測量結(jié)果的誤差和不確定度，對可能造成誤差的因素做了討論，并對未來產(chǎn)品的發(fā)展做了大膽的預(yù)測。