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1、西华大学硕士学位论文基于A R M & L i n u x 的管螺纹梳刀刀片 检测仪机械电子工程专业研究生刁帮喜指导教师黄惟公教授在管螺纹梳刀刀片的生产过程中，为了提高梳刀刀片的检测效率，有必要研制自动化的刀具检测仪器。随着数字信息技术的高速发展，嵌入式技术已经广泛的渗入到各个方面。其中A R M 与L i n u x 的组合，因其成本低廉、性能优越，更是得到广泛的应用，满足了高端嵌入式产品对处理速度和图形界面的高水平要求。本文通过对各种刀具检测技术的比较和分析，提出基于A R M L i n u x 的管螺纹梳刀刀片检测仪方案。管螺纹梳刀刀片检测仪由机械运动机构、线阵C C D 数据采集模块
2、、数据处理与显示平台组成。系统的工作原理是采用线阵C C D 和机械运动机构相结合的办法扫描、采集刀片轮廓曲线数据的，再利用串口将数据传输到A R M L i n u x平台中，并由数据处理软件完成刀具轮廓尺寸的数据处理，最后刀具的检测结果以及刀片轮廓曲线等显示在图形界面上。本文论述了系统的软硬件实现，分析了测量中各种可能的误差来源和理论测量精度。本文重点讨论了刀具数据处理原理、方法、M A T L A B 仿真、软硬件构成，同时分析了C C D 数据采集部分的原理、软硬件构成。具体的研究内容如下：确定了管螺纹梳刀刀片检测仪的整体方案，包括系统整体架构、硬件设计方案、软件开发方案。计算刀片轮廓
3、曲线方程，确定管螺纹梳刀刀片数据的处理方法。建立了石油管螺纹梳刀刀片的整个理论轮廓的3 7 段基本曲线方程，采用了最小二乘拟合算法拟合刀具轮廓( 在拟合实际刀具轮廓的过程中，为了避免3 7 段基本曲线中相临曲线过渡数据点的相互干扰，采取了丢掉部分过渡数据点I西华大学硕士学位论文的办法( 详细内容请参阅第3 章c + + 的数据拟合部分) ) 。采用M A T L A B 仿真处理刀片轮廓曲线数据，编耕出整个软件，并且验证了管螺纹梳刀刀片数据的处理方法的正确性。编制出数据处理与显示平台的应用软件。完成了A R M 平台上L i n u x 系统与测控单片机模块的串口通讯，编制了数据处理与显示平台
4、上的数据处理和图形界面代码。设计出采集刀片轮廓数据的计算机视觉系统( 即C a D 数据采集部分) 。关键词：刀具测量仪L i n u xQ t E m b e d d e d 串口拟合I I西华大学硕士学位论文S t u d yo nM e a s u r i n gI n s t r u m e n to fC h a s e rf o rC u t t i n gS t e e lP i p eB a s e do n A 尉M L i n u x，M a j o r ：M e c h a n i c a le l e c t r o n i ce n g i n e e r i n g
5、P o s t g r a d u a d u t e ：D i a oB a n g x iS u p e r v i s o r ：P r o f H u a n gW e i g o n gI ti sn e c e s s a r yt od e v e l o pa l la u t o m a t e dc u t t i n gt o o l sm e a s u r e m e n ts y s t e m , S Ot h a ti tc 锄i m p r o v et h ee f f i c i e n c yo fm e a s u r i n gc u t t i n
6、 gt 0 0 1 W i t ht h eh i g hs p e e dd e v e l o p m e n to f n u m e r i c a li n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y , e m b e d d e dt e c h n o l o g yh a sw i d e l yp e n e t r a t e di n t oa l lk i n d so fd o m a i n s A R Ma n dL i n u xh a so b t a i n e dw i d e s p r e a da p p l i c
7、a t i o n , b e c a u s et h e yc o s tI i a l ea n dt h ep e r f o r m a n c ei ss u p e r i o r T h e yh a v es a t i s f i e dt h er e q u i r e m e n to f h i g he n de m b e d d e dp r o d u c ta b o u th i g hp r o c e s s i n gs p e e da n df r i e n d l yg r a p h i c a li n t e r f a c e I
8、nt h i sp a p e ra l lk i n d so fm e a s u r i n gt e c h n o l o g yf o rc u t t i n gt o o la r ec o m p a r e da n da n a l y z e db e f o r et h ep r o j e c to f am e a s u r i n gi n s t r u m e n to f t h et h r e a dc h a s e ri np e t r o l e u ms t e e lp i p eb a s e d0 1 1A R M & L i n
9、u xi sp r e s e n t e d T h em e a s u r i n gi n s t r u m e n to f t h et h r e a dc h a s e ri np e t r o l e u ms t e e lp i p ei sm a d eo fm o v e m e n tp l a t f o r m , l i n e a rC C Dd a t aa c q u i s i t i o nm o d u l e ，d a t ap r o c e s s i n ga n dd i s p l a yp l a t f o r m T h e
10、w o r k i n gp r i n c i p l eo f t h i ss y s t e mi st h a tt h el i n e a rC C Da n dt h em o v e m e n tp l a t f o r mm u t u a l l yc o o r d i n a t et 0m e a s u r ed a t a , a n dd a t ai st r a n s p o r t e di n t ot h ed a t ap r o c e s s i n ga n dd i s p l a yp l a t f o r mt h r o u
11、g hU A R Ti n t e r f a c e ，t h e nt h es o f t w a r eo fd a t ap r o c e s s i n gc a l lm e a s u r ei tp r e c i s e l y , f i n a l l yt h ed a t ap r o c e s s i n gr e s u l ta n dt h eo u t l i n ec u r v eo f c u t t i n gt o o li sd i s p l a y e dO Bg r a p h i c a li n t e r f a c e T h
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13、 fc u t t i n gt o o l ，m e t h o d , M A T L A Bs i m u l a t i o n , t h ec o m p o s i t i o no fs o f t w a r ea n dh a r d w a r ea r em a i n l yd i s c u s s e d T h e nI n西华大学硕士学位论文w ea n a l y z et h ep r i n c i p l e sa n dt h ec o m p o s i t i o no fs o f t w a r ea n dh a r d w a r ea
14、b o u tt h eC C Dd a t aa c q u i s i t i o ns y s t e m Ih a v ea c h i e v e dt od ot h ef o l l o w i n gr e s e a r c h B l u ep r i n tf o rt h em e a s u r i n gi n s t r u m e n to ft h et h r e a dc h a s e ri np e t r o l e u ms t e e lp i p ei ss t u d i e d ，i n c l u d i n gt h ew o r k
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16、eb a s i c3 7c a l v e se q u a t i o no fw h o l et h e o r e t i c a lo u t l i n ei ss o l v e d A n dt h ea l g o r i t h mo f t h el e a s ts q u a r ef i t t i n gi su s e dt of i tc u t t i n gt o o lo u t l i n e W h o l es o f t w a r ef o rt h es i m u l a t e dd a t ap r o c e s s i n go ft h eo u t l i n ea b o u tc u t t 吨t o o li nM A T L A Bi sp r o g r a m m e d A n dt h ea l g o r i t h mo fd a t ap r o c e s s i n gi sc o n f i r m e dt ob ec o r r
