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1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱 某型號溫度計檢測包裝機(jī) ——檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師

2、 定稿日期： 6 某型號溫度計檢測包裝機(jī) -檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計 1 選題背景及其意義 溫度計玻璃管的包裝傳統(tǒng)的方式是通過人工進(jìn)行，工人首先檢測每件工件的尺寸。然后進(jìn)行包轉(zhuǎn)。隨著自動化時代的到來。為了減低成本，減小工人的負(fù)擔(dān)開始設(shè)計自動化技術(shù)。通過該設(shè)計過程使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識和技能，在實(shí)踐中提高分析、解決工程實(shí)際問題的能力，拓展學(xué)生的知識領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能力。 工件幾何形狀和尺寸的自動測量一直是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，其檢測結(jié)果直接影響著生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，傳統(tǒng)的檢測手段已不能完全滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對工件測量精度和速度的高要求?；跀?shù)

3、字圖像處理的工件測量方法是現(xiàn)代化測量技術(shù)的發(fā)展趨勢之一，具有高精度、非接觸的特點(diǎn)。在滿足以上優(yōu)點(diǎn)的同時，保證速度快，成本低，受環(huán)境影響小的要求。本次設(shè)計應(yīng)用到數(shù)字圖像處理技術(shù)檢測溫度計的尺寸精度。 該課題不僅需要設(shè)計機(jī)械結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)，還需要涉及到自動化裝配等問題。該課題涉及到設(shè)計、繪圖、控制等各方面的知識，可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決具體工程項(xiàng)目的能力。 2 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢） 數(shù)字圖像處理又稱為計算機(jī)圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機(jī)對其進(jìn)行處理的過程。隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)廣泛應(yīng)用到了人類社會生活的各個方面，如：通訊

4、系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備、工業(yè)自動化、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)療等。無論在哪個領(lǐng)域中，人們喜歡采用圖像的方式來描述和表達(dá)事物的特性與邏輯關(guān)系，因此，數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展及對其的要求就顯得更為重要。以計算機(jī)為基礎(chǔ)的數(shù)字圖像處理技術(shù)是獲取物體信息的重要手段之一，在機(jī)器人視覺、工業(yè)產(chǎn)品的加工和檢測、航天科學(xué)以及國防建設(shè)等領(lǐng)域都有著廣泛而重要的應(yīng)用價值。 數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時的電子計算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開始利用計算機(jī)來處理圖形和圖像信息。數(shù)字圖像處理作為一門學(xué)科大約形成于20世紀(jì)60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的

5、。 計算機(jī)數(shù)字圖像處理技術(shù)在未來信息技術(shù)方面將會發(fā)揮的重要作用早已被人們看到，對于計算機(jī)圖像技術(shù)的發(fā)展道路，大致可以歸結(jié)出3個原則性內(nèi)容：①未來數(shù)據(jù)圖像技術(shù)強(qiáng)調(diào)高清晰度、高速傳輸、實(shí)時圖像處理、三維成像或多維成像、智能化、自動化等方向發(fā)展。②未來數(shù)字圖像處理技術(shù)強(qiáng)調(diào)操作、運(yùn)用的方便性，圖像處理功能的集中化趨勢是必然會存在的。③更新的理論研究與更快的算法研究。理論走在實(shí)踐的前面，已經(jīng)是現(xiàn)代科學(xué)的特點(diǎn)，未來數(shù)字圖像處理技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用要取得更多的發(fā)展，必然離不開理論和研究方法的更新，新理論中包括小波分析、分形幾何、形態(tài)學(xué)、遺傳算法等都將得到更深層次的發(fā)展。 3 研究內(nèi)容 3.1某型號溫度計檢測

6、包裝機(jī)-檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計 本次設(shè)計中需要進(jìn)行檢測的溫度計，它是用由直線供送料倉式供料機(jī)構(gòu)經(jīng)過傳送帶到達(dá)檢測裝置，檢測裝置是通過數(shù)字圖像處理技術(shù)對溫度計的尺寸進(jìn)行檢測，并且在檢測完成后用氣缸將不合格產(chǎn)品剔除。整個加工過程基本可以實(shí)現(xiàn)自動化，只需要操作工人將溫度計放入斗式料倉以及回收檢測合格的溫度計即可。 3.2 主要設(shè)計內(nèi)容 某型號溫度計檢測包裝機(jī)-檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計主要內(nèi)容包括：斗式料倉，溫度計的上料、送料裝置設(shè)計，溫度計的檢測機(jī)構(gòu)，傳送帶及電機(jī)的選擇等。其中送料機(jī)構(gòu)需要實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動，進(jìn)行單向送料；溫度計的檢測機(jī)構(gòu)利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，檢測溫度計是否滿足要求的尺寸精度，并去除不合格品；電機(jī)

7、選擇調(diào)速電機(jī)。 3.3技術(shù)要求 圖1 溫度計的尺寸精度圖 1、尺寸如圖 2、檢測速度600件/小時； 3、檢測精度：兩頭園直徑，誤差1mm±0.25mm；整體長度140±2mm；玻璃管端面直徑長度120mm±2mm；玻璃管直徑5mm±0.2mm。剔除不合格產(chǎn)品。 4 研究方案 4.1動力源的選擇 根據(jù)設(shè)計的要求可知，檢測節(jié)拍需滿足600件/小時；從能源方面看，工廠的電源能有效地保證并充足，且有降低生產(chǎn)成本，便于操作，工件可靠，維修方便，應(yīng)盡量選用電力驅(qū)動。從對環(huán)境影

8、響來看，電力驅(qū)動方式所產(chǎn)生的污染較小，可選擇電動機(jī)。從經(jīng)濟(jì)方面來看，電動機(jī)應(yīng)滿足一定的功率，防止功率過大造成浪費(fèi)，過小負(fù)荷過大，使生產(chǎn)率達(dá)不到要求致使浪費(fèi)時間。所以為了滿足上訴要求，選擇電壓為380V的調(diào)速電機(jī)最為合適。 4.2傳動系統(tǒng)的選擇 機(jī)械系統(tǒng)中的傳動系統(tǒng)是由電動機(jī)輸出的機(jī)械能傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)并實(shí)現(xiàn)能量的分配、轉(zhuǎn)速的改變及運(yùn)動形式的改變的中間裝置。常用的傳動機(jī)構(gòu)有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等。 此次設(shè)計是溫度計檢測包裝機(jī)設(shè)計，采用機(jī)械傳動方式。要求檢測速度600件/小時，滿足檢測精度要求。在滿足工作要求和性能的情況下，優(yōu)先選擇帶傳動，可以降低成本，節(jié)約能源。

9、4.3主要設(shè)計內(nèi)容 1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計： 圖2：執(zhí)行機(jī)構(gòu) 如圖所示，傳送帶自右向左帶動溫度計移動，當(dāng)達(dá)到第一工位時，激光位移傳感器2接受到信號，傳送帶停止傳動，由CCD攝像頭3拍攝溫度計圖像并通過圖像采集卡傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，計算機(jī)由matlab軟件利用Canny邊緣檢測算子對圖像在數(shù)字環(huán)境中進(jìn)行邊緣特征的圖像分割（邊緣是圖像中灰度發(fā)生劇烈變化的區(qū)域邊界），最后通過Hough變換將圖像空間的邊緣特征轉(zhuǎn)換為實(shí)際空間的邊緣特征并與所要求的檢測精度進(jìn)行比較。如若不滿足檢測精度，則用氣缸1將溫度計頂入垃圾箱。若滿足檢測精度，傳送帶繼續(xù)向左傳動。第二工位的溫度計翻轉(zhuǎn)撥件5是利用摩擦力將

10、溫度計在傳送帶上撥動至下一圓弧槽，撥件的長度與傳送帶上兩圓弧槽間的距離相同，都為溫度計圓截面周長的1/4。這樣撥件能將溫度計在傳送帶上撥動90度，以拍攝不同垂直角度下溫度計的圖像來進(jìn)行檢測。第三工位對溫度計進(jìn)行第二次檢測。最后將合格品下料，不合格品被頂入垃圾箱。 2. 送料機(jī)構(gòu)的選擇與比較 方案1：如圖所示是直線供送料倉式供料機(jī)構(gòu)。當(dāng)人工把溫度計裝入料倉1后，溫度計依次沿料槽向下移動，在圖示位置，最底下的溫度計落入送料器5的容納槽中，凸輪機(jī)構(gòu)7使送料器向左運(yùn)動送料時，隔料器4受彈簧3作用而順時針轉(zhuǎn)動，擋住料槽下口，從而達(dá)到分離，供送的目的。當(dāng)送料器向右返回后，隔料器受檔銷6作用做

11、逆時針轉(zhuǎn)動而讓開料槽口，料槽中最下面的一根溫度計又落入送料器中，進(jìn)行第二次送料。消拱器2可防止料倉中的物品架空。 圖3： 方案1 方案2 方案2：機(jī)構(gòu)由料斗1、剔除器2、料槽3、插板4和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等組成。工作時，驅(qū)動機(jī)構(gòu)使插板在料斗中升起，料斗中與插板頂部形狀、方向一致的溫度計被抓取，當(dāng)插板升起起對準(zhǔn)料槽接料口時，物品劃入料槽并送到指定工位。剔除器2可排除定向錯誤的物品。 通過比較，兩個方案都能實(shí)現(xiàn)單向送料。但相比之下方案1的送料速度更快，更適合不允許碰撞、摩擦的物品，對溫度計的保護(hù)

12、更好。因此，選擇方案1更好。 5 進(jìn)度計劃 2014.12 收集資料 2015.1---- 2015.2 擬定總體設(shè)計方案、準(zhǔn)備開題材料 2015.2.21---- 2015.2.28 修改、完善開題報告 2015.3.1---- 2015.3.31 系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計計算，繪制總裝配圖 2015.4.1---- 2015.4.30 繪制主要零件的工程圖 2015.5.1---- 2015.5.5 修改完善工程圖紙 2015.5.6---- 2015.5.20 撰寫設(shè)

13、計計算說明書 2015.5.21---- 2015.5.30 修改及準(zhǔn)備答辯 參考文獻(xiàn) [1] 梁燕飛，譚偉明.自動機(jī)械與自動生產(chǎn)線.北京:高等教育出版社，2008. [2] 王家文，曹宇.圖形圖像處理.沈陽：國防工業(yè)出版社，2004. [3] 于起峰，陸宏偉，劉肖琳.基于圖像的精密測量與運(yùn)動測量.上海：科學(xué)出版社，2002. [4] 王積偉，章宏甲，黃誼.液壓與氣壓傳動.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005. [5] Rafael C.Gonzalez，Richard E.Wood.Digital Image Processing Secong E

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