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基于图像处理的麻花钻头修磨角自动定位设计

更新时间：2020-03-19 01:51:15 大小：2M 上传用户：gsy幸运查看TA发布的资源 标签：图像处理 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

在机械加工中,钻头是最常用的刀具。钻头在钻孔过程中与工件摩擦而损耗变钝,需要反复修磨。现有钻头修磨设备需要人工定位钻头的修磨初始转角位置,由于人眼长时间工作会产生视觉疲劳,因此修磨质量不高且效率低。针对这一问题,本文通过对麻花钻头模型的分析,提出以主切削刃作为钻头转角基准,综合运用数字图像处理技术、电机控制技术、传感器技术实现钻头修磨角自动定位的解决方案。

  本系统由上位机图像处理软件和下位机硬件系统两部分组成。上下位机通过串口通信。下位机通过步进电机带动钻头移入摄像机下方,通过光电定焦方式使钻头自动停在摄像机焦点处。上位机通过图像处理方式识别出钻头主切刃的原始角度,同时计算出要达到预设主切刃初始角度的差值,将角度的差值发送至下位机,下位机根据角度差值控制步进电机带动钻头旋转,使钻头自动转至修磨预设初始角。

  下位机硬件系统以单片机为核心控制器件,负责控制三个步进电机运动和光电对焦信号处理。其中两个步进电机通过机械部件带动钻头上下左右移动,另一个步进电机带动钻头旋转。系统运用光电传感技术实现钻头钻尖自动定位摄像机焦点。当钻头钻尖移到焦点时,预先安装的光电对管探测到钻尖后发出信号,单片机接收到信号使步进电机停止转动,这时钻尖停在摄像机焦点处,实现钻头自动对焦。

  系统以计算机为图像处理平台,将摄像机采集到的钻头钻尖图像送至计算机处理。首先运用差影法去除背景干扰,综合运用Canny边缘检测、形态学滤波、方差法提取钻头边缘。然后求取钻头钻尖边缘的斜最小外接矩形,通过该矩形找到主切削刃大致区域位置,运用霍夫变换寻找主切削刃边缘点。最后使用直线拟合方式拟合出钻头直线刃方程,通过该方程求得钻头原始转角。

  实验测试表明,本系统能够精确的自动定位钻头的修磨角,其工作稳定且误差小,有很好的实用价值,为实现钻头全自动修磨装置的研制打下扎实的理论和技术基础。

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