某型號溫度計(jì)檢測包裝機(jī)檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 某型號溫度計(jì)檢測包裝機(jī) ——檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)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(jì)檢測包裝機(jī) -檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 選題背景及其意義 溫度計(jì)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(jì)自動化技術(shù)。通過該設(shè)計(jì)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(jì)應(yīng)用到數(shù)字圖像處理技術(shù)檢測溫度計(jì)的尺寸精度。 該課題不僅需要設(shè)計(jì)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(jì)、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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)已經(jīng)發(fā)展到一定水平，人們開始利用計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)檢測

6、包裝機(jī)-檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行檢測的溫度計(jì)，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(jì)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(jì)放入斗式料倉以及回收檢測合格的溫度計(jì)即可。 3.2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 某型號溫度計(jì)檢測包裝機(jī)-檢測機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：斗式料倉，溫度計(jì)的上料、送料裝置設(shè)計(jì)，溫度計(jì)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(jì)的檢測機(jī)構(gòu)利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，檢測溫度計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)是溫度計(jì)檢測包裝機(jī)設(shè)計(jì)，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(jì)內(nèi)容 1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)： 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(jì)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(jì)圖像并通過圖像采集卡傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，計(jì)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(jì)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(jì)翻轉(zhuǎn)撥件5是利用摩擦力將

10、溫度計(jì)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(jì)圓截面周長的1/4。這樣撥件能將溫度計(jì)在傳送帶上撥動90度，以拍攝不同垂直角度下溫度計(jì)的圖像來進(jìn)行檢測。第三工位對溫度計(jì)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(jì)裝入料倉1后，溫度計(jì)依次沿料槽向下移動，在圖示位置，最底下的溫度計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)的保護(hù)

12、更好。因此，選擇方案1更好。 5 進(jìn)度計(jì)劃 2014.12 收集資料 2015.1---- 2015.2 擬定總體設(shè)計(jì)方案、準(zhǔn)備開題材料 2015.2.21---- 2015.2.28 修改、完善開題報(bào)告 2015.3.1---- 2015.3.31 系統(tǒng)有關(guān)設(shè)計(jì)計(jì)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(jì)計(jì)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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