点漆机是一种使用油漆或者其它染色剂对产品表面或者孔槽进行填色、染色的机器,主要用于饰品、徽章、五金、棋牌以及电子元件等领域。目前点漆企业仍大量沿用手工点漆,因而迫切需要研制一套精度高、稳定性好的点漆流程自动化系统,以提高点漆生产效率。本文将机器视觉技术应用在点漆机的设计中,实现了对点漆运动和点漆位置的精准控制。本文的主要研究工作如下:(1)对基于边缘的模板匹配算法进行了改进,使用Sobel算子对图像进行滤波,得到模板与搜素图像边缘点方向向量。相似度度量采用模板边缘点与搜索图像对应点的点积和,使得相似度量基本不受遮挡、混乱以及光照变化的影响;在搜索策略上,采用图像金字塔的搜索方法,先在金字塔高层进行“粗匹配”,然后在金字塔低层进行“精匹配”,提高了匹配速度。(2)通过数据拟合,给出标定图像数量和摄像机标定精度之间的关系。对镜头的畸变模型进行了改进,采用三个参数来描述径向畸变,以及两个参数来描述偏心畸变,解决了传统的分割式畸变模型精度不高的问题。(3)采用原点限位开关和捕捉Z相脉冲结合的方法提高了机械手原点复归的精度;设计了先传输模板的轨迹点和中心坐标到控制器而加工时只传输产品的中心坐标及旋转角度的数据传输方式,与传输所有产品的全部加工点相比,提高了传输效率。(4)介绍了系统软件的开发环境——.NET平台和C#语言。采用C#语言进行了系统软件的设计,包括相机控制模块、学习样品模块、图像匹配模块、摄像机标定模块、手眼标定模块、控制PLC模块以及自动加工模块。通过C#可视化界面将不同模块连接在一起,完成整个点漆机系统的开发。(5)对点漆机系统进行测试分析。运动控制部分,主要是对移动重复精度和连续出料进行了测试,通过分析确定直线出料不匀问题为伺服电机的加减速引起的。视觉控制部分,主要是对摄像机标定参数进行精度评估,对图像定位和手眼标定的精度进行验证。本文主要研究工作在于将机器视觉技术与点漆技术结合起来,成功研制了一台全自动视觉点漆机,实现了对点漆运动和点漆位置的精确控制。