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《石家庄铁道大学》 2017年
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基于机器视觉的冲床自动布—落料研究

钱振奇  
【摘要】:智能制造是机械制造自动化的主要发展方向,它更新了制造自动化的概念,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。机器视觉技术是智能制造的重要组成部分,机器视觉应用到机械制造中,大大提高了生产制造的效率和自动化程度。为解决人工落料成本高、效率低下等问题和实现普通冲床布料与落料工艺的自动化,提出一种基于机器视觉普通冲床自动布料和落料方案并进行了自动布料方法的算法研究。通过基于机器视觉的普通冲床自动化布-落料研究,实现不规则板料自动布料和自动落料工艺,从而以最小的成本,提高不规则板料的利用率,大大提高中小企业的经济效益。具体研究内容有以下几个方面:(1)基于机器视觉的系统设计方案。该部分主要是在充分利用现有技术和设备,提出了基于PC的机器视觉及开放式系统的整体改造方案,并对整个系统中机械组成、机器视觉和控制系统各组成部分分别进行设计和研究,着重阐述了机器视觉系统中各部分中核心软硬件的设计、优化和选择。建立起以机器视觉为核心的改造系统,从而能够实现冲床对不规则板料的自动化布-落料。(2)机器视觉算法研究。一个完整的机器视觉系统的实现要经历图像采集、摄像机标定、图像预处理、图像分割、特征提取和控制判断等流程,其实现均要通过机器视觉算法来完成。为实现机器视觉系统算法的开发,充分研究了机器视觉的主要算法,为摄像机标定算法和板料自动布料算法的开发提供理论依据。(3)单目视觉标定算法的研究和应用。为确定板料在机床坐标系下的实际位置和矫正畸变误差导致的位置偏离等,进行了单目视觉标定算法的研究和应用。在充分研究标定理论的基础上,建立标定模型,搭建实验平台,选择HALCON面阵相机标定方法进行标定,该方法精度高,能够满足实际要求。(4)板料的自动布料算法研究和实现。自动布料算法是机器视觉算法中最核心的内容。该部分阐述了在Hdevelop编程环境中进行包括背光区域图像的获取,图像分割与布料算法的实现,完整布料的筛选和位置提取在内的板料自动布料算法的开发和调试。布料位置的提取和数量的确定为系统控制提供了必要参数,为实现冲床的自动落料奠定基础。
【学位授予单位】:石家庄铁道大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG385.1;TP391.41

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