中国是全球鞋类品产量和出口量的大国,在我国国民经济的发展中占有着重要的地位。目前,国内鞋底钻孔机科技含量低、自动化程度不高,在一定程度上阻碍着我国制鞋业的快速发展。如何提高鞋底钻孔的质量进而加快制鞋业的发展是我国制鞋业迫切需要解决的难题。针对这一问题,本文根据鞋底钻孔的工艺流程,研发设计了一种基于FPGA专门用于鞋底钻孔的数控机床。论文主要做了如下工作:介绍了鞋底钻孔机的系统组成与工艺流程,对数字图像边缘的检测与定位进行了研究,在传统canny边缘检测算子的基础上,本文以中值滤波取代高斯滤波,基于图像梯度直方图的特性,使用了改进的canny边缘检测算子,使之能够自适应生成动态阈值,并使用matlab软件仿真验证,边缘定位准确。采用亚像素边缘检测与中心定位的方法实现对待钻孔中心点的确定,使用改进的canny算子找到图像边缘,然后采用矩算法,以所得像素点周围的灰度值为补充,定位出图像的亚像素边缘信息,最后采用圆边缘拟合,得到待钻孔的准确位置,并利用matlab软件仿真。本文采用Altera公司CycloneⅡ系列FPGA EP2C8Q208C8作为系统的核心控制,实现对图像数据的采集、处理。基于SOPC技术,实现对系统的设计。给出了系统的整体的软硬件设计。硬件电路如摄像头采集电路、FPGA核心电路、图像处理电路、显示电路以及电机驱动电路。摄像头实现对鞋底数据的采集,经过A/D转换处理,再传至FPGA对其进行处理,最终转化成钻孔的路径信息,实现钻孔的移动,并将图像边缘在显示屏上显示。基于SOPC技术完成软件部分的设计,在QuartusⅡ软件中建立顶层文件,在SOPC Builder中完成Nios软处理器的配置,并完成相应IP核如JTAG、EPCS、SDRAM、PIO的定制实现SOPC系统硬件的设计,在NiosⅡ中实现对各模块的软件编程。最后,对鞋底钻孔机进行了模拟仿真,实验结果表明,边缘定位准确,电机运转平稳,整个系统具有设计简单,可移植性强的特点,提高了鞋底钻孔机的自动化水平与数字化程度,达到了实验要求。