如何使用線(xiàn)陣CCD和STM32單片機(jī)實(shí)現(xiàn)滾針直徑的精確測(cè)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(yùn)輸、家用電器、機(jī)床機(jī)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(cè)就是一個(gè)重要問(wèn)題，目前廠家主要使用接觸式測(cè)徑方式，檢測(cè)速度慢，精度低，成本高。 本文分析了目前針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的主要解決方案的特點(diǎn)，其中投影法方案環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，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(dòng)線(xiàn)陣CCD采集投影信號(hào)，CCD輸出信號(hào)經(jīng)STM32模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過(guò)USB協(xié)議發(fā)送到上位機(jī)，在上位機(jī)由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得準(zhǔn)確的直徑測(cè)量值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)對(duì)滾針進(jìn)行非接觸測(cè)徑，實(shí)現(xiàn)了對(duì)2-8mm滾針的高精度直徑測(cè)量，測(cè)量精度優(yōu)于±5um，整個(gè)系統(tǒng)方案達(dá)到了預(yù)期的測(cè)量要求，但要達(dá)到更高要求，還需要對(duì)元器件進(jìn)行升級(jí)，優(yōu)化系統(tǒng)配置。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了滾針?lè)墙佑|直徑測(cè)量的整體設(shè)計(jì)方案。本文在結(jié)構(gòu)上首先闡述了投影法檢測(cè)原理，利用投影放大法實(shí)現(xiàn)提高檢測(cè)精度，以及整個(gè)系統(tǒng)的光路設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、CCD驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、元器件的參數(shù)選擇，并設(shè)計(jì)了未來(lái)產(chǎn)品化的實(shí)物機(jī)械圖；然后，就STM32與上位機(jī)USB通信，上位機(jī)中的算法以及軟件設(shè)計(jì)做了重點(diǎn)討論；最后，對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行非接觸測(cè)量的步驟進(jìn)行了描述，分析了測(cè)量結(jié)果的誤差和不確定度，對(duì)可能造成誤差的因素做了討論，并對(duì)未來(lái)產(chǎn)品的發(fā)展做了大膽的預(yù)測(cè)。