某型號溫度計檢測包裝機檢測機構設計開題報告

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1、 畢業設計（論文）開題報告 課題名稱 某型號溫度計檢測包裝機 ——檢測機構設計 學 院 機械學院 專 業 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 姓 名 指導教師

2、 定稿日期： 6 某型號溫度計檢測包裝機 -檢測機構設計 1 選題背景及其意義 溫度計玻璃管的包裝傳統的方式是通過人工進行，工人首先檢測每件工件的尺寸。然后進行包轉。隨著自動化時代的到來。為了減低成本，減小工人的負擔開始設計自動化技術。通過該設計過程使學生綜合運用所學的知識和技能，在實踐中提高分析、解決工程實際問題的能力，拓展學生的知識領域，培養學生學習的能力。 工件幾何形狀和尺寸的自動測量一直是工業生產的重要環節，其檢測結果直接影響著生產效率和產品質量。隨著現代工業的發展和進步，傳統的檢測手段已不能完全滿足現代化工業生產對工件測量精度和速度的高要求?；跀?/p>

3、字圖像處理的工件測量方法是現代化測量技術的發展趨勢之一，具有高精度、非接觸的特點。在滿足以上優點的同時，保證速度快，成本低，受環境影響小的要求。本次設計應用到數字圖像處理技術檢測溫度計的尺寸精度。 該課題不僅需要設計機械結構和機構，還需要涉及到自動化裝配等問題。該課題涉及到設計、繪圖、控制等各方面的知識，可以培養學生綜合運用所學知識解決具體工程項目的能力。 2 文獻綜述（國內外研究現狀與發展趨勢） 數字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉換成數字信號并利用計算機對其進行處理的過程。隨著多媒體技術和網絡技術的快速發展，數字圖像處理已經廣泛應用到了人類社會生活的各個方面，如：通訊

4、系統、辦公自動化系統、機械設備、工業自動化、地理信息系統、醫療等。無論在哪個領域中，人們喜歡采用圖像的方式來描述和表達事物的特性與邏輯關系，因此，數字圖像處理技術的發展及對其的要求就顯得更為重要。以計算機為基礎的數字圖像處理技術是獲取物體信息的重要手段之一，在機器人視覺、工業產品的加工和檢測、航天科學以及國防建設等領域都有著廣泛而重要的應用價值。 數字圖像處理最早出現于20世紀50年代，當時的電子計算機已經發展到一定水平，人們開始利用計算機來處理圖形和圖像信息。數字圖像處理作為一門學科大約形成于20世紀60年代初期。早期的圖像處理的目的是改善圖像的質量，它以人為對象，以改善人的視覺效果為目的

5、。 計算機數字圖像處理技術在未來信息技術方面將會發揮的重要作用早已被人們看到，對于計算機圖像技術的發展道路，大致可以歸結出3個原則性內容：①未來數據圖像技術強調高清晰度、高速傳輸、實時圖像處理、三維成像或多維成像、智能化、自動化等方向發展。②未來數字圖像處理技術強調操作、運用的方便性，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。理論走在實踐的前面，已經是現代科學的特點，未來數字圖像處理技術的實際運用要取得更多的發展，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、形態學、遺傳算法等都將得到更深層次的發展。 3 研究內容 3.1某型號溫度計檢測

6、包裝機-檢測機構設計 本次設計中需要進行檢測的溫度計，它是用由直線供送料倉式供料機構經過傳送帶到達檢測裝置，檢測裝置是通過數字圖像處理技術對溫度計的尺寸進行檢測，并且在檢測完成后用氣缸將不合格產品剔除。整個加工過程基本可以實現自動化，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 主要設計內容 某型號溫度計檢測包裝機-檢測機構設計主要內容包括：斗式料倉，溫度計的上料、送料裝置設計，溫度計的檢測機構，傳送帶及電機的選擇等。其中送料機構需要實現往復直線運動，進行單向送料；溫度計的檢測機構利用數字圖像處理技術，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

7、選擇調速電機。 3.3技術要求 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。剔除不合格產品。 4 研究方案 4.1動力源的選擇 根據設計的要求可知，檢測節拍需滿足600件/小時；從能源方面看，工廠的電源能有效地保證并充足，且有降低生產成本，便于操作，工件可靠，維修方便，應盡量選用電力驅動。從對環境影

8、響來看，電力驅動方式所產生的污染較小，可選擇電動機。從經濟方面來看，電動機應滿足一定的功率，防止功率過大造成浪費，過小負荷過大，使生產率達不到要求致使浪費時間。所以為了滿足上訴要求，選擇電壓為380V的調速電機最為合適。 4.2傳動系統的選擇 機械系統中的傳動系統是由電動機輸出的機械能傳遞給執行機構并實現能量的分配、轉速的改變及運動形式的改變的中間裝置。常用的傳動機構有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動、蝸桿傳動等。 此次設計是溫度計檢測包裝機設計，采用機械傳動方式。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，優先選擇帶傳動，可以降低成本，節約能源。

9、4.3主要設計內容 1. 執行機構的總體設計： 圖2：執行機構 如圖所示，傳送帶自右向左帶動溫度計移動，當達到第一工位時，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到計算機，計算機由matlab軟件利用Canny邊緣檢測算子對圖像在數字環境中進行邊緣特征的圖像分割（邊緣是圖像中灰度發生劇烈變化的區域邊界），最后通過Hough變換將圖像空間的邊緣特征轉換為實際空間的邊緣特征并與所要求的檢測精度進行比較。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，傳送帶繼續向左傳動。第二工位的溫度計翻轉撥件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行檢測。第三工位對溫度計進行第二次檢測。最后將合格品下料，不合格品被頂入垃圾箱。 2. 送料機構的選擇與比較 方案1：如圖所示是直線供送料倉式供料機構。當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，凸輪機構7使送料器向左運動送料時，隔料器4受彈簧3作用而順時針轉動，擋住料槽下口，從而達到分離，供送的目的。當送料器向右返回后，隔料器受檔銷6作用做

11、逆時針轉動而讓開料槽口，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：機構由料斗1、剔除器2、料槽3、插板4和驅動機構等組成。工作時，驅動機構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，當插板升起起對準料槽接料口時，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，兩個方案都能實現單向送料。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

12、更好。因此，選擇方案1更好。 5 進度計劃 2014.12 收集資料 2015.1---- 2015.2 擬定總體設計方案、準備開題材料 2015.2.21---- 2015.2.28 修改、完善開題報告 2015.3.1---- 2015.3.31 系統有關設計計算，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

13、計計算說明書 2015.5.21---- 2015.5.30 修改及準備答辯 參考文獻 [1] 梁燕飛，譚偉明.自動機械與自動生產線.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動測量.上海：科學出版社，2002. [4] 王積偉，章宏甲，黃誼.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業出版社，2005. [5] Rafael C.Gonzalez，Richard E.Wood.Digital Image Processing Secong E

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