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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(hào)溫度計(jì)檢測(cè)包裝機(jī)
——檢測(cè)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(dòng)化
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
指導(dǎo)教師
2、
定稿日期:
6
某型號(hào)溫度計(jì)檢測(cè)包裝機(jī)
-檢測(cè)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(cè)每件工件的尺寸。然后進(jìn)行包轉(zhuǎn)。隨著自動(dòng)化時(shí)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(dòng)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(shí)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(shí)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(dòng)測(cè)量一直是工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),其檢測(cè)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(cè)手段已不能完全滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)對(duì)工件測(cè)量精度和速度的高要求?;跀?shù)
3、字圖像處理的工件測(cè)量方法是現(xiàn)代化測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)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(shí),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(cè)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(dòng)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(shí),可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決具體工程項(xiàng)目的能力。
2 文獻(xiàn)綜述(國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì))
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(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)對(duì)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(huì)生活的各個(gè)方面,如:通訊
4、系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、機(jī)械設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)療等。無論在哪個(gè)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(duì)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(cè)、航天科學(xué)以及國(guó)防建設(shè)等領(lǐng)域都有著廣泛而重要的應(yīng)用價(jià)值。
數(shù)字圖像處理最早出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代,當(dāng)時(shí)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(duì)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(huì)發(fā)揮的重要作用早已被人們看到,對(duì)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(gè)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(shí)圖像處理、三維成像或多維成像、智能化、自動(dòng)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(shì)是必然會(huì)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?jī)?nèi)容
3.1某型號(hào)溫度計(jì)檢測(cè)
6、包裝機(jī)-檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行檢測(cè)的溫度計(jì),它是用由直線供送料倉(cāng)式供料機(jī)構(gòu)經(jīng)過傳送帶到達(dá)檢測(cè)裝置,檢測(cè)裝置是通過數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)溫度計(jì)的尺寸進(jìn)行檢測(cè),并且在檢測(cè)完成后用氣缸將不合格產(chǎn)品剔除。整個(gè)加工過程基本可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,只需要操作工人將溫度計(jì)放入斗式料倉(cāng)以及回收檢測(cè)合格的溫度計(jì)即可。
3.2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容
某型號(hào)溫度計(jì)檢測(cè)包裝機(jī)-檢測(cè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括:斗式料倉(cāng),溫度計(jì)的上料、送料裝置設(shè)計(jì),溫度計(jì)的檢測(cè)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(dòng),進(jìn)行單向送料;溫度計(jì)的檢測(cè)機(jī)構(gòu)利用數(shù)字圖像處理技術(shù),檢測(cè)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(cè)速度600件/小時(shí);
3、檢測(cè)精度:兩頭園直徑,誤差1mm±0.25mm;整體長(zhǎng)度140±2mm;玻璃管端面直徑長(zhǎng)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(dòng)力源的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求可知,檢測(cè)節(jié)拍需滿足600件/小時(shí);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(dòng)。從對(duì)環(huán)境影
8、響來看,電力驅(qū)動(dòng)方式所產(chǎn)生的污染較小,可選擇電動(dòng)機(jī)。從經(jīng)濟(jì)方面來看,電動(dòng)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(shí)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(dòng)系統(tǒng)的選擇
機(jī)械系統(tǒng)中的傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)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(dòng)形式的改變的中間裝置。常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)等。
此次設(shè)計(jì)是溫度計(jì)檢測(cè)包裝機(jī)設(shè)計(jì),采用機(jī)械傳動(dòng)方式。要求檢測(cè)速度600件/小時(shí),滿足檢測(cè)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(dòng),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(dòng)溫度計(jì)移動(dòng),當(dāng)達(dá)到第一工位時(shí),激光位移傳感器2接受到信號(hào),傳送帶停止傳動(dòng),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(cè)算子對(duì)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(cè)精度進(jìn)行比較。如若不滿足檢測(cè)精度,則用氣缸1將溫度計(jì)頂入垃圾箱。若滿足檢測(cè)精度,傳送帶繼續(xù)向左傳動(dòng)。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(dòng)至下一圓弧槽,撥件的長(zhǎng)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(zhǎng)的1/4。這樣撥件能將溫度計(jì)在傳送帶上撥動(dòng)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(cè)。第三工位對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行第二次檢測(cè)。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(cāng)式供料機(jī)構(gòu)。當(dāng)人工把溫度計(jì)裝入料倉(cāng)1后,溫度計(jì)依次沿料槽向下移動(dòng),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(dòng)送料時(shí),隔料器4受彈簧3作用而順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)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(cāng)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(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。工作時(shí),驅(qū)動(dòng)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(duì)準(zhǔn)料槽接料口時(shí),物品劃入料槽并送到指定工位。剔除器2可排除定向錯(cuò)誤的物品。
通過比較,兩個(gè)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(duì)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
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指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名:
年 月 日