铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统设计

针对目前铁塔构件制孔尺寸检测采用人工样板比对的方法而导致的误检和漏检现象,依据不同的铁塔构件有不同的制孔形位尺寸的特性和铁塔构件制孔加工的过程,设计了铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测系统。通过对固定好的工业相机进行标定,确定铁塔构件制孔尺寸图像像素坐标和世界坐标的关系,并利用行程开关控制工业相机自动采集铁塔构件图像后,用LabVIEW软件对采集到的铁塔构件图像依次进行数字图像预处理、目标图像轮廓特征及区域特征的提取、铁塔构件制孔尺寸图像目标识别操作,从而实现铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测。结果表明该检测系统能够检测出铁塔构件制孔的数目、位置并且检测直径为24mm的孔的误差在±0.1mm范围内,即可以完成铁塔构件制孔尺寸机器视觉在线检测工作。     

基于机器视觉系统的自动检测系统设计与开发

以耳机孔壁弹性触点为研究对象，介绍并开发一种基于机器视觉的自动检测系统的原理及方法；利用CCD相机采集图像，经图像预处理、相关性搜索、特征边缘提取等算法处理完成弹性触点高度的测量，实现对耳机孔壁弹性触点高度的自动检测。测试结果表明：通过本套机器视觉系统实现对孔内壁弹性触点高度的精确快速检测，检测精度在±0．006 mm以内，这种新的检测方法对耳机孔壁弹性触点高度的检测精度和检测效率都有明显提高。     

基于结构光视觉传感器的弧焊机器人视觉检测方法及试验结果分析

针对自动焊接机器人焊缝精确检测的问题,研究了基于结构光视觉传感器的视觉检测方法,对结构光视觉传感器实时采集图像进行理论分析,经过焊缝图像预处理、图像边缘检测和轮廓提取等处理过程,运用最小二乘法对焊缝边缘拟合,通过求平均值的方法提取结构光条纹的中心直线,找到数字图像中焊缝的位置,最后利用机器人手眼标定焊缝的位置,并进行焊缝跟踪。结合试验,验证了该视觉检测方法检测精度较好,能够满足实际的工作要求。     

基于LabVIEW的直缝钢管内焊缝跟踪系统

准确而实时地检测出焊缝中心位置是焊缝跟踪系统要解决的首要问题。通过对钢管焊缝跟踪技术进行深入研究,设计了一种直缝钢管内焊缝跟踪系统。该系统硬件部分主要由视觉传感器CCD构成,控制部分通过图形化编程软件LabVIEW实现。算法上采取确定焊缝图像的边缘位置和确定焊缝图像二值化后的能量中心两种算法相结合的方法,相辅相成,最终确定焊缝中心位置。该算法无需对图像进行繁琐的预处理,试验证明该系统精确可靠,精度达3 mm。     

基于自适应补缺滤波的装配孔孔位提取方法北大核心

针对阵列天线自动化装配过程中由于子板表面易反光等原因导致的装配孔孔位提取难、提取精度低等问题,提出了一种基于自适应补缺滤波的装配孔孔位提取方法。利用双目视觉相机采集被测表面三维点云,采用离群点滤波去除装配孔边缘离群点,通过自适应补缺滤波,对位于装配孔外部的缺失点云进行自适应补缺。在自适应补缺滤波算法中,根据点云特征和给定孔径自适应构造判断区域,保证算法的可靠性与适用性。根据每个点k领域点的法矢偏差完成点云边界点的提取,并借助随机采样一致性(RANSAC)算法优化空间圆的拟合过程,提高装配孔孔位提取的可靠性和精度。通过试验对所提算法进行验证,试验结果装配孔孔位提取精度可达0.037 mm。     

数字图像边缘的快速提取算法研究

在机器视觉测量系统中,图像边缘提取是进行后续坐标计算的必要前提,为了提高图像边缘提取的速度与精度,提出一种新的数字图像边缘提取算法。用高斯滤波对图像进行平滑处理,根据八邻域的位置关系,经过灰度值的比较确定图像边缘。通过与常用的边缘检测算子Sobel算子和Canny算子的边缘提取效果的实验比较,该算法运算量小,速度快,且能直接提取出图像连续的单像素边缘,优于传统的图像边缘提取算法,实用性强。     

基于激光视觉传感的搭接焊缝间隙检测

针对汽车纵梁部件搭接焊缝机器人弧焊过程由于间隙过大会造成焊接终止甚至产生废品的问题,提出了一种基于激光视觉的焊缝搭接间隙检测方法。自主搭建了一套焊缝成像系统,并在此基础上进行相机标定,消除了采集图像的畸变。采用VC++6.0开发的软件对采集到的激光条纹图像进行中值滤波、阈值分割等算法成功获得搭接焊缝间隙信息。试验表明,该检测方法具有检测精度高、非接触等优点,相机标定的误差在0.08 mm以内,系统的检测周期小于40 ms,检测精度可达0.246 mm,检测误差小于0.2 mm,此检测方法可应用于智能化摆弧焊接。     

基于机器视觉的大型球墨铸铁管直径测量系统

为了提高大型球墨铸铁管的直径测量精度和效率,建立了一种基于机器视觉的大型球墨铸铁管直径测量系统,分析图像特点,提出了一种基于邻域灰度值差异的边缘检测方法。检测系统是由一台CCD相机、LED光源和计算机组成的机器视觉测量系统。CCD相机采集图像,对图像进行图像滤波、图像分割、图像边缘检测和图像亚像素边缘检测的处理后,提取管材的边缘轮廓,利用最小二乘法将管材两边缘点拟合为两直线,根据相机成像的小孔成像原理和圆柱物体的成像特性计算管材直径,建立了相应的数学模型。实验证明,本系统可以精确、高效的实时检测管的直径大小,测量误差小于0.1 mm,符合实际测量的需要,具有很高的实用价值。     

陶瓷插芯同轴度光电检测技术及系统研究

陶瓷插芯内孔与外径的同轴度误差是判断陶瓷插芯品质优劣的重要指标,寻求精确高效的同轴度检测方法是陶瓷插芯生产行业多年的追求目标。针对陶瓷插芯同轴度检测问题,提出了一种基于CCD探测与图像测量相结合的同轴度检测新方法,并构建了测量系统。该系统以插芯外圆柱面作为基准,按旋转一定角度采集内孔图像,根据类拐点算法提取内孔图像边缘轮廓;利用最小二乘法拟合内孔圆曲线,求出不同转角对应的圆心位置,多个圆心位置对应的外接圆直径就是插芯的同轴度误差。实验表明:该方法及系统简单实用,在满足插芯测量精度要求的前提下具有很高的检测效率和低误判率。     

基于视觉传感的焊缝中心检测技术研究

通过视觉传感器获取焊缝图像，采用多种去噪技术对焊缝图像中的噪声进行滤波试验。针对焯缝图像中的干扰噪声特性，对各种滤波方法进行了分析和比较，并对滤波效果较好的焊缝图像进行边缘检测计算。提出3种识别焊缝特征的组合图像处理方法，并研究提取焊缝中心特征信息的效果和精度。试验结果表明，对焊缝图像采用Wiener滤波与Robert边缘检测算法能较好地提取焊缝中心位置的特征信息。     

基于有限状态机的卷绕机系统设计

文章研究以DSP作为核心控制器的卷绕机系统设计,并以CPLD作为协处理器及IO扩展模块.在系统的软件设计中,采用了基于有限状态机(FSM)的方法,克服了传统编程模式开发的控制程序可移植性差、维护困难等缺点,并以自动模式下的有限状态机设计为例,阐述了FSM的设计方法.实验结果表明,该方案能够满足卷绕机的生产要求,有效地提高了系统张力控制的精度,增强了系统的抗干扰能力,并增强了系统的软件可维护性.     

基于机器视觉的四辊卷板机数控系统研究

分析某四辊卷板机的工作原理,针对板材加工的材料性能及形状各异的问题,设计了基于机器视觉的四辊卷板机的数控系统,能够在线检测卷制板材的曲率,和要求的形状进行比较,实时修正加工参数,解决了卷板加工中板材材料性能的差异带来的回弹系数变化的问题;能完成上辊和侧辊的联动,解决除圆形外其他如椭圆、抛物线等异性零件的卷制,实现卷板加工的数控化。     

基于小波包-支持向量机的发动机泵机组故障诊断

发动机泵机组由发动机、油泵以及增速器构成,泵机组故障的振动信号往往淹没在发动机的巨大振动中,对其进行故障诊断非常困难。本文利用频谱相加降噪以及小波多分辨率特性成功地将泵机组故障信号提取出来,并利用小波包与支持向量机理论相结合的方法,对泵机组的故障模式进行识别,取得了很好的效果。     

机床改造中的可靠性设计

本文重点介绍机床改造方案设计中功能设计与可靠性设计的有机结合，并分析了机床的PLC控制系统可靠性结构模型与数学模型，以及提高与PLC相连接的外围电路和软件可靠性的具体措施。     

磨边机振动原因分析与解决方法

分析引起磨边机低频微幅振动的影响因素.在单一影响因素条件下,利用万分表对磨边机在低速运行下的振动进行多次测试,分析影响机床低频微幅振动的所有影响因素,建立影响因素的振动方程；找出引起振动的主要影响因素,提出消除磨边机低频微幅振动的方法,为高精度磨边机的振动分析提供理论依据和解决方法.     

表面组装装备机器视觉系统研究

机器视觉系统作为表面组装装备的关键部分,其智能化程度直接决定着表面组装制造系统的智能化程度.从提高表面组装装备的加工速度和加工精度角度出发,对表面组装装备机器视觉系统进行了研究.根据机器视觉系统完成的主要任务,同时参考当今流行的机器视觉系统软、硬件组成,对表面组装装备机器视觉系统的结构及功能模块组成,各模块的工作原理、硬件结构设计、软件结构设计及它们的实现方法进行了较深入的探讨和详细的论述.     

微扑翼飞行器的仿生结构研究

基于仿生学的微扑翼飞行器是一种模仿鸟类飞行的新概念飞行器,应用前景广泛.通过对鸟类生物学构造和飞行机理的分析,进行机翼和驱动机构的仿生学设计,提出了一种高效节能的驱动机构,并制作了翼展300mm微扑翼飞行器样机.试飞结果表明,该飞行器可进行姿态良好的飞行,可持续飞行10～20s,其结构具有一定的实用价值及应用前景,为微扑翼飞行器的进一步微型化打下基础.     

基于CJK6136的十字轴全自动专用机床的开发

十字轴加工过程中,既要控制同轴轴头的同轴度≤0.015mm,又要控制相互垂直的二组轴的垂直度≤0.025mm.采用传统的四次装夹,分别钻中心孔和车削轴头的工艺,难以保证加工精度.为了提高加工精度,须减少加工过程中的装夹次数,基于CJK6136型数控车床,将原有的液压卡盘改造成液压自动分度卡盘,普通车床尾架改造成液压驱动尾架,进行二次开发,设计了十字轴“一次安装完全加工”的全自动专用机床,提高加工效率近10倍,保障了工艺精度,拥有开发成本低的优势.     

基于虚拟机床对加工条件优化的机床节能方法的研究

优化加工条件是在降低机床能耗的有效途径之一。通过分析机床加工过程的能耗成分,提出基于虚拟机床的能耗优化方法。在机床进给驱动系统动力学的基础上,对虚拟机床建模。在虚拟机床的模型上,通过修改成本函数或部件模型,考虑优化目标或机床设计的变化,采用遗传算法对加工条件进行优化,以估计加工过程中的能耗,获取最优加工条件,并将最优加工条件导入真实机床,实现加工过程的节能控制以降低能耗。为验证该方法的有效性,建立了带有能耗监测系统的机床实验台,在该机床实验台上对虚拟机床与真实机床加工过程的吻合度进行了测试,同时也对采用虚拟机床获取的最优加工条件的有效性进行了测试。测试结果表明：虚拟机床与真实机床的加工过程吻合度较高,导入虚拟机床获取的最优加工条件后,机床加工过程的能耗得以降低,与没经过优化的机床相比,优化后机床的能耗降低了2271%。     

可重构电火花加工机床的基础研究

结合机床模块化设计与开放式数控系统技术,分析和研究机床可重构设计实现的方法和途径,在此基础上对电火花加工机床的可重构设计进行了探讨.