挂面定量包装过程通常包括多个工艺过程,如计量、捆扎、取袋、撑袋、填充、封口等,整个包装过程的包装速度受到定量计量速度的制约,所以定量速度直接影响着挂面包装机的效率。针对当前称重定量速度低的问题,提出一种粗加料定体积、细加料计数定量的计量方法。本文以挂面细加料根数计数作为关键技术进行重点研究,另外再研究挂面高速定量系统整体方案和关键结构有限元分析。基于图像处理方法完成挂面计数,具体方法为:首先构建基于图像处理的挂面计数系统,包括挂面计数系统硬件结构设计和搭建软件开发环境,为后续的图像预处理、基于图像处理的挂面计数研究和相机标定实验打下基础。然后对图像进行预处理,提高图像处理速度,消除图像中无关的信息,减小干扰。预处理主要包括灰度化处理、图像滤波去噪处理、二值化处理和形态学操作等。再后进行基于图像处理的挂面计数研究,包括图像分割和连通域标记,解决挂面计数过程中的难点去除粘连,最后基于连通域方法计数,确定目标值处的挂面的位置。最后进行挂面计数系统相机标定实验,建立图像空间与实际空间中的尺寸转换关系,使目标值处的挂面位置转换到实际空间位置,以便截取机构能够截取出目标挂面达到计量目的。运用定体积粗加料、计数定量细加料的计量方法,定量速度提高10%左右。本文主要研究内容及结论如下:1.进行挂面的计量及包装现状分析。明确挂面包装的工艺过程,设计挂面高速定量系统总体方案。论述挂面高速定量系统总体和各个结构的工作原理。根据工作条件对挂面的流量、流速进行估算;根据双振动电机工作原理,阐述双振动电机直线振动工作台基本原理并且对振动电机进行选型。2.创建挂面高速定量系统整体三维模型并对关键构件进行有限元模拟分析,利用静力学分析方法得到滑槽的应力、应变云图;通过模态分析可以得到滑槽结构的固有频率和振型,经过分析后可以确定共振频率,尽可能避免这些频率附近的外部激励,对实际中的生产活动具有一定的指导作用。3.构建基于图像处理技术的挂面根数计数系统。具体内容主要涉及对挂面计数系统的技术总体整体研究、挂面计数系统硬件架构设计,以及软件开发环境的构建。硬件结构设计主要涉及照明系统、工业相机选型,以及计算机配置。而软件环境构建则包括确定以Pycharm为主要开发环境,以Python语言进行程序设计,并同时结合了OpenCV开源视觉库。4.对图像进行预处理,提高图像处理速度,消除图像中无关的信息,减小干扰。预处理过程主要包括灰度化处理、图像滤波去噪处理、二值化处理和形态学操作。借助Python以及OpenCV编写程序进行算法实现,并且对不同大小卷积核的去噪效果进行对比分析。5.基于图像处理技术的挂面计数研究。为了解决挂面计数过程中粘连难点,需要进行去粘连处理。运用距离变换的方法进行图像分割,介绍距离变换原理以及借助OpenCV库编写程序进行算法实现。之后进行边缘检测,介绍基于各种算子的边缘检测算法原理和编写程序进行算法实现,对比不同算子的边缘检测结果。最后进行基于连通域方法的挂面计数,获取目标值挂面所在位置。6.挂面计数系统相机标定实验。标定方法使用张正友标定法,设计程序获取标定板上各角点亚像素坐标,计算出每个格子所占的像素,得出像素当量值。建立图像空间与实际空间中的尺寸转换关系,使目标值处的挂面位置转换到实际空间位置。