9j光切法显微镜改进设计及测量仿真
摘 要摘 要本课题主要围绕光切法显微镜的改进和测量仿真两个方面介绍。传统光切法显微镜具体操作的过程中，整个方法复杂并且眼睛容易疲劳,为了提高测量精度,实现光切显微镜测量的计算机显示。本毕业设计旨在尝试改造现有的光切显微镜,在保留目测的前提下,利用CCD摄像头、图像采集卡和计算机系统，通过改造实现图像的计算机显示,并进行同步处理。简化整个测量结果,提高工作效率。 本毕业设计中运用了Solidworks来完成对光切法显微镜的三维建模和整个实验过程的仿真。通过建模可以让自己更熟悉的掌握Solidworks软件，而且运用了多媒体制作软件Authorware将图片、声音、动画结合在一起，将实验过程清晰的表达出来。关键词：光切法显微镜；SolidWorks；Authorware；CCD摄像头。目录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2研究背景、国内外现状和存在问题 1
1.3本章小结 2
第二章 光切显微镜的改进设计 3
2.1改进设计原理 3
2.2 CCD摄像机的选取 3
2.3 CCD摄像头的光学原理介绍 6
2.4图像采集卡的选择 7
2.5高速视频AD的选择.......................................................................................8
2.6系统图像处理 8
2.7本章小结 10
第三章 测量原理分析 11
3.1 测量内容及意义 11
3.2测量原理分析 11
3.2.1 测量仪器及实验内容 11
3.2.2 光切法原理光路图 12
3.2.3 光切法原理介绍 13
3.3测量方法 13
3.4本章小结 17
第四章 9J光切法显微镜的建模及仿真 18
4.1相关三维软件建模的介绍 18
4.2显微镜零件的建模 19
4.3显微镜的装配 20
4.4运动仿真 21
4.5本章小结 21
光路图 12
3.2.3 光切法原理介绍 13
3.3测量方法 13
3.4本章小结 17
第四章 9J光切法显微镜的建模及仿真 18
4.1相关三维软件建模的介绍 18
4.2显微镜零件的建模 19
4.3显微镜的装配 20
4.4运动仿真 21
4.5本章小结 21
第五章 测量模拟仿真 22
5.1Authorware简介 22
5.2Authorware使用说明 25
5.2.1 Authorware7.0的菜单栏 25
5.2.2 基本操作工具栏 25
5.2.3 Authorware的核心组件—图标栏 26
5.2.4 图片的制作 28
5.2.5声音的制作 30
5.3课件的集成过程 31
5.3.1 程序的运行 32
5.3.2程序之间的交互 32
5.3.3主题与步骤的关系 32
5.3.4步骤与步骤之间的关系 33
5.3.5退出程序 36
5.3.6步骤之间的逻辑关系 36
5.4本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
第一章 绪论
1.1 概述
表面粗糙度是影响一个零件精度等级的重要因素[1]，直接反映零件的寿命和性能。影响零件的配合，以及密封性能的好坏和疲劳强度等等。因此在这方面的研究一直在进展，以往的测量方法有比较法，针描法，光切法，干涉法等等。主要使用样板，轮廓仪，光切法显微镜等仪器来测量。
目前广泛应用光切法显微镜来测量零件的粗糙度，但是测量的准确度不高，测量结果不能非常清晰的显示，已经不能满足现代科学技术的要求，迫切需要在原有的基础上进一步改进来满足现代精密工件的测量要求，在原有的光切法显微镜的基础上，将CCD摄像头和计算机系统三者结合在一起，这样就可以将画面直接显示在计算机屏幕中，就能解决传统显微镜存在的问题，而且还加快了测量速度，提高了测量精度，具有很大历史意义。本课题还应用了authorware 7.0将光切法显微镜测表面粗糙度实验用课件的方式展示给大家，在整个设计过程中还运用到了solidworks，Flash等软件,在solidworks中对零件进行建模并仿真，将一个实验的操作过程形象的展示给大家，通过Authorware 软件将图片，视频，音乐组合到一起，制作出一部丰富多彩的课件。
1.2研究背景、国内外现状和存在问题
最近几年，随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的飞速进步，在国外光切发显微镜的演进除了在功能上的革新与发展之外，在外观、操作性能、方便程度等多个方面都有很大的进展，显微镜的外观也发生了翻天覆地的改变，工作性能也比以前提高了不少。其中，无目镜显微镜由于其人性化的设计特点，为用户提供舒适的观察姿势和完美的成像效果，日益为成为显微镜发展的一种新趋势。如美国AMG公司推出了大屏幕倒置显微镜系列，Nikon推出的Coolscope 显微镜，Olympus推出的智能生物导航仪FSX100，leica推出的DMD108等，均采用无目镜设计，直接通过液晶显示器来观察样本图像，大大减轻了科研人员在显微镜观察时的疲劳程度。在国内显微镜的发展还比较落后，工作人员只能眼睛对准目镜仔细观察，科研人员就必须长时间集中视力，就会产生视觉疲劳，身体也会不舒服，影响工作效率。因此在这方面需要进一步的改善，用光切法显微镜测量零件表面粗糙度时 ,工作人员直接在物镜上进行读数，测量人员在调节焦距时要长时间对准目镜，这样就会产生视觉疲劳，从而产生较大的测量误差，降低测量效率。因此为提高测量精度和效率，利用CCD摄像头和计算机将读取的数据显示在屏幕中，可以更精确的测量，提高工作效率。
另一方面随着信息技术的发展，多媒体经常出现在日常的生活中。尤其在课堂教学中越来越普遍，而且枯燥的实验的过程也可以通过多媒体呈现给大家，学生的兴趣也会被提高。多媒体技术可以让课堂内容更形象生动的呈现在大家面前，让学生更好的掌握知识。随着科学技术的进步，多媒体技术也快速融入了人们的生活中，尤其信息技术的快速发展，越来越多的开发工具诞生。其中Authorware软件在工作中被广泛应用，而且在使用的过程中被一步步的改良，渐渐趋于完美。该软件主要满足了一些课件开发人员的需求，制作课件的方式非常简单，而且可以在好多领域可以运用，制作课件的整个流程非常清晰，让人一目了然。数字显示的改进直接改善了整个实验过程，缩短了实验时间，提高了实验测量精度。将光信号转换为数字信号，减小了误差，而且整个原理也很简。
1.3本章小结
本章主要讲述了用光切法显微镜测量表面粗糙度实验，通过比较国内外显微镜的发展现状，找出我国目前存在的问题，然后设计总体方案对传统的9J光切法显微镜进行改
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2研究背景、国内外现状和存在问题 1
1.3本章小结 2
第二章 光切显微镜的改进设计 3
2.1改进设计原理 3
2.2 CCD摄像机的选取 3
2.3 CCD摄像头的光学原理介绍 6
2.4图像采集卡的选择 7
2.5高速视频AD的选择.......................................................................................8
2.6系统图像处理 8
2.7本章小结 10
第三章 测量原理分析 11
3.1 测量内容及意义 11
3.2测量原理分析 11
3.2.1 测量仪器及实验内容 11
3.2.2 光切法原理光路图 12
3.2.3 光切法原理介绍 13
3.3测量方法 13
3.4本章小结 17
第四章 9J光切法显微镜的建模及仿真 18
4.1相关三维软件建模的介绍 18
4.2显微镜零件的建模 19
4.3显微镜的装配 20
4.4运动仿真 21
4.5本章小结 21
光路图 12
3.2.3 光切法原理介绍 13
3.3测量方法 13
3.4本章小结 17
第四章 9J光切法显微镜的建模及仿真 18
4.1相关三维软件建模的介绍 18
4.2显微镜零件的建模 19
4.3显微镜的装配 20
4.4运动仿真 21
4.5本章小结 21
第五章 测量模拟仿真 22
5.1Authorware简介 22
5.2Authorware使用说明 25
5.2.1 Authorware7.0的菜单栏 25
5.2.2 基本操作工具栏 25
5.2.3 Authorware的核心组件—图标栏 26
5.2.4 图片的制作 28
5.2.5声音的制作 30
5.3课件的集成过程 31
5.3.1 程序的运行 32
5.3.2程序之间的交互 32
5.3.3主题与步骤的关系 32
5.3.4步骤与步骤之间的关系 33
5.3.5退出程序 36
5.3.6步骤之间的逻辑关系 36
5.4本章小结 37
结 论 38
致 谢 39
参考文献 40
第一章 绪论
1.1 概述
表面粗糙度是影响一个零件精度等级的重要因素[1]，直接反映零件的寿命和性能。影响零件的配合，以及密封性能的好坏和疲劳强度等等。因此在这方面的研究一直在进展，以往的测量方法有比较法，针描法，光切法，干涉法等等。主要使用样板，轮廓仪，光切法显微镜等仪器来测量。
目前广泛应用光切法显微镜来测量零件的粗糙度，但是测量的准确度不高，测量结果不能非常清晰的显示，已经不能满足现代科学技术的要求，迫切需要在原有的基础上进一步改进来满足现代精密工件的测量要求，在原有的光切法显微镜的基础上，将CCD摄像头和计算机系统三者结合在一起，这样就可以将画面直接显示在计算机屏幕中，就能解决传统显微镜存在的问题，而且还加快了测量速度，提高了测量精度，具有很大历史意义。本课题还应用了authorware 7.0将光切法显微镜测表面粗糙度实验用课件的方式展示给大家，在整个设计过程中还运用到了solidworks，Flash等软件,在solidworks中对零件进行建模并仿真，将一个实验的操作过程形象的展示给大家，通过Authorware 软件将图片，视频，音乐组合到一起，制作出一部丰富多彩的课件。
1.2研究背景、国内外现状和存在问题
最近几年，随着数码摄影技术、信息技术和自动化技术的飞速进步，在国外光切发显微镜的演进除了在功能上的革新与发展之外，在外观、操作性能、方便程度等多个方面都有很大的进展，显微镜的外观也发生了翻天覆地的改变，工作性能也比以前提高了不少。其中，无目镜显微镜由于其人性化的设计特点，为用户提供舒适的观察姿势和完美的成像效果，日益为成为显微镜发展的一种新趋势。如美国AMG公司推出了大屏幕倒置显微镜系列，Nikon推出的Coolscope 显微镜，Olympus推出的智能生物导航仪FSX100，leica推出的DMD108等，均采用无目镜设计，直接通过液晶显示器来观察样本图像，大大减轻了科研人员在显微镜观察时的疲劳程度。在国内显微镜的发展还比较落后，工作人员只能眼睛对准目镜仔细观察，科研人员就必须长时间集中视力，就会产生视觉疲劳，身体也会不舒服，影响工作效率。因此在这方面需要进一步的改善，用光切法显微镜测量零件表面粗糙度时 ,工作人员直接在物镜上进行读数，测量人员在调节焦距时要长时间对准目镜，这样就会产生视觉疲劳，从而产生较大的测量误差，降低测量效率。因此为提高测量精度和效率，利用CCD摄像头和计算机将读取的数据显示在屏幕中，可以更精确的测量，提高工作效率。
另一方面随着信息技术的发展，多媒体经常出现在日常的生活中。尤其在课堂教学中越来越普遍，而且枯燥的实验的过程也可以通过多媒体呈现给大家，学生的兴趣也会被提高。多媒体技术可以让课堂内容更形象生动的呈现在大家面前，让学生更好的掌握知识。随着科学技术的进步，多媒体技术也快速融入了人们的生活中，尤其信息技术的快速发展，越来越多的开发工具诞生。其中Authorware软件在工作中被广泛应用，而且在使用的过程中被一步步的改良，渐渐趋于完美。该软件主要满足了一些课件开发人员的需求，制作课件的方式非常简单，而且可以在好多领域可以运用，制作课件的整个流程非常清晰，让人一目了然。数字显示的改进直接改善了整个实验过程，缩短了实验时间，提高了实验测量精度。将光信号转换为数字信号，减小了误差，而且整个原理也很简。
1.3本章小结
本章主要讲述了用光切法显微镜测量表面粗糙度实验，通过比较国内外显微镜的发展现状，找出我国目前存在的问题，然后设计总体方案对传统的9J光切法显微镜进行改
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