基于机器视觉的数控冲床送料系统研究与设计

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数控冲床送料系统主要用于辅助冲床实现冲孔的自动化。传统的冲压生产过程是依靠人工进行送料和排料,其效率不仅低下且具有一定的危险性。针对上述问题,本文设计了一种基于机器视觉的自动送料系统,通过在送料过程中引入机器视觉技术,并基于采集的图像信息设计了排料算法,从而实现送料与排料集一体的高度自动化。本文的主要工作如下:  1.在对现有的送料系统研究的基础上,提出了将机器视觉技术引入送料系统中的设计方案,并从整体上论述了该设计方案的可行性。  2.阐述了系统的机器视觉部分设计。首先,理论分析了摄像机几何成像模型和标定的目的、原理及其实现方法,并通过MATLAB实现其标定过程;其次,对系统图像处理流程中透视变换、图像分割等关键技术进行分析,并着重分析了特征点作用及其在亚像素精度下的提取算法设计;最后利用图像之间相位关系提出了一种高效适用的图像拼接算法。  3.分析了系统中遇到的实际排料问题与理论布局问题之间的联系与差别,并针对实际排料问题在满足距离、时间等约束条件下,利用分治策略设计了求解实际排料问题的高效算法。  4.在上述研究的基础上,利用C++及OpenCV库实现图像处理和排料算法,通过Qt框架设计易于操作的人机交互界面,从而在整体上实现上位机软件设计。之后,通过多任务程序设计实现基于运动控制器的下位机软件,并分别论述了运动控制器和上位机、冲模之间的同步关系。  5.系统的样机已设计完成,并在实际生产中对系统进行多维度测试,测试结果表明本文设计的系统满足实际生产需求且具有工件识别准确、排料利用率高、系统稳定、大幅提高冲压生产的效率和工件利用率等优点。
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