基于机器视觉的刀具参数检测系统研究.pdf

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1、分类号：TP273单位代码：10110学号：s20080099中北大学硕硕士士学学位位论论文文基于机基于机器视觉的刀具参数器视觉的检测系统研究刀具参数检测系统研究李金斗硕士研究生李金斗中北大指导教师王俊元学学科专业机械制造及其自动化2011年5月27日图书分类号TP273密级非密注1UDC_______________________________________________________________硕士学位论文基于机器视觉的刀具参数检测系统研究李金斗指导教师（姓名、职称）王俊元教授申请学位级别硕士专业名称机械制造

2、及其自动化论文提交日期________年______月______日论文答辩日期________年______月______日学位授予日期________年______月______日论文评阅人张宏答辩委员会主席杨铁梅年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。

3、论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：日期：导师签名：日期：中北大学学位论文基于机器视觉的刀具参数检测系统研究摘要刀具是机械加工重要的工装，随着机床、加工中心的日益普及以及越来越高的工件加

4、工精度要求，刀具参数的检测变得尤为重要。传统的刀具参数测量手段测量精度低，效率差、人为因素影响大，已不能满足现代化生产的要求。机器视觉技术具有快速、信息量大、精度高、非接触的特点，本文将机器视觉技术应用到了刀具参数检测中，对刀具参数检测系统进行了研究。本文首先分析了刀具参数检测的现状，对机器视觉技术的特点和优势进行了阐述，确定了本文的研究内容和重点，并对检测系统的总体方案进行了设计。其次，完成了成像系统的设计，结合系统总体方案和一般的选用原则，对光源、摄像机等进行了选取，确定了照明方式；通过计算得出镜头的指标参数，在光学软件Z

5、EMAX里进行设计和优化，经过反复调试和修改确定定焦“双高斯”为检测系统镜头的结构。本文镜头的设计是以成像系统硬件和刀具的指标参数为依据，减小了图像的采集误差。然后，详细介绍了图像采集和相关图像处理技术，在图像处理中，对相关算法进行了理论和实验研究，选取了直方图规定化和中值滤波作为增强对比度、滤除图像噪声的方法，经过单阈值分割后的刀具图像，采用闭合形态学处理能够有效去除不相干的结构，在常用的边缘检测方法比较中，Canny边缘检测算子能够检测出清晰的刀具边缘，定位精度较高。文章最后，在LabVIEW软件平台下应用IMAQVisi

6、on模块完成了软件的编制和调试，在编写软件中采用了模块化的思想，将不同功能的程序编写了相应的子VI，为了验证检测系统的性能和效果，以铣刀和车刀刀片进行了实测验证。关键词：机器视觉，刀具参数，ZEMAX，图像处理，IMAQVision中北大学学位论文ToolparameterstestsystemresearchbasedonmachinevisionABSTRACTToolsareimportantfixturesofmechanicalprocessing,withtheincreasingpopularityofmachi

7、netoolsandmachiningcentersandincreasinglyhigherworkpiecemachiningaccuracyrequirement,toolparameterstestbecomesparticularlyimportant.Thetraditionaltoolparametersmeasurementmeansisoflowmeasurementprecisionandpoorefficiency,andanthropicfactorshavegreatinfluence,whichca

8、nnotsatisfymodernizedproductionrequirements.Machinevisiontechnologyhasisfast,highprecision，contactlessandcanbearerlargevolumeofinformation