热态锻件直径尺寸自动测量系统开发

摘要

大型锻件多采用自由锻造方法生产,锻件尺寸的自动测量技术对提高自由锻件的生产精度具有重要作用。本文针对我国自由锻件生产厂家锻件测量技术落后、误差较大等现状,提出CCD相机、激光测距与位移传感器相结合,对锻件的尺寸进行在线自动测量。
　　针对方形、圆形锻件的外形特点,以及锻件在高温状态下的情况,提出对高温锻件的测量原理及相关的原件组成,并对整个测量装置进行设计和组装;
　　根据视觉成像原理通过CCD相机对锻件拍照,使图片中只出现锻件及背景两部分,对高温锻件图像进行模拟识别,对照源图像与模拟处理图像,比较处理的结果,由结果得出通过对锻件的彩色图像的R、G、B三色进行分开处理,根据高温锻件红色分量比较突出的特点,应用红色与绿、蓝两色的比较确定锻件部分。通过具体的算法对高温锻件图片进行处理后,根据图片跟踪算法找出图片边缘。
　　锻件处理软件部分主要由激光测距串口模块、运动控制模块、拉线式位移传感器数据采集模块及图像处理模块组成。各个模块通过多媒体定时器对测量数据进行采集,通过多线程技术对各模块进行整合,最后通过全局变量在模块之间进行通信,使各模块的数据能够汇总,得出最终的锻件尺寸。为软件系统的运作制定一个具体的系统软件工作流程,并对系统界面的布局和与作用进行了介绍;
　　各方面准备完成后,就要对锻件的测量进行测试。在锻件厂对高温锻件进行测量,并对测量的结果进行分析。
　　本文的研究工作为通过视觉技术与激光测距技术的融合测量高温锻件尺寸应用于锻压现场进行实际生产奠定了基础。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 课题来源、意义

1.3 自由锻件尺寸测量的国内外研究现状

1.4 本文的主要内容

2 测量装置设计

2.1 测量系统的基本原理

2.2 测量装置设计

2.3 本章小结

3 高温锻件图像的边缘检测

3.1 锻件图像的模拟处理

3.2 图像处理中用到的部分OpenCV函数

3.3 基于OpenCV的高温锻件图像处理

3.4 本章小结

4 锻件测量的软件开发

4.1 激光测距串口模块

4.2 位移传感器数据采集模块

4.3 运动控制模块开发

4.4 图像处理模块开发

4.5 控制系统软件工作流程

4.6 操作界面设计

4.7 结论

5 锻件测量实验

5.1 锻件测量条件

5.2 对高温锻件的测量

5.3 结论

6 全文结论

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文目录