某型号温度计检测包装机检测机构设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告课题名称 某型号温度计检测包装机 检测机构设计 学 院 机械学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 姓 名 指导教师 定稿日期： 6某型号温度计检测包装机-检测机构设计1 选题背景及其意义温度计玻璃管的包装传统的方式是通过人工进行，工人首先检测每件工件的尺寸。然后进行包转。随着自动化时代的到来。为了减低成本，减小工人的负担开始设计自动化技术。通过该设计过程使学生综合运用所学的知识和技能，在实践中提高分析、解决工程实际问题的能力，拓展学生的知识领域，培养学生学习的能力。工件几何形状和尺寸的自动测量一直是工业生产的重要环节，其检测结果直接影响着生产效率和产品质量。随着现代工业的发展和进步，传统的检测手段已不能完全满足现代化工业生产对工件测量精度和速度的高要求。基于数字图像处理的工件测量方法是现代化测量技术的发展趋势之一，具有高精度、非接触的特点。在满足以上优点的同时，保证速度快，成本低，受环境影响小的要求。本次设计应用到数字图像处理技术检测温度计的尺寸精度。该课题不仅需要设计机械结构和机构，还需要涉及到自动化装配等问题。该课题涉及到设计、绘图、控制等各方面的知识，可以培养学生综合运用所学知识解决具体工程项目的能力。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。随着多媒体技术和网络技术的快速发展，数字图像处理已经广泛应用到了人类社会生活的各个方面，如：通讯系统、办公自动化系统、机械设备、工业自动化、地理信息系统、医疗等。无论在哪个领域中，人们喜欢采用图像的方式来描述和表达事物的特性与逻辑关系，因此，数字图像处理技术的发展及对其的要求就显得更为重要。以计算机为基础的数字图像处理技术是获取物体信息的重要手段之一，在机器人视觉、工业产品的加工和检测、航天科学以及国防建设等领域都有着广泛而重要的应用价值。数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。计算机数字图像处理技术在未来信息技术方面将会发挥的重要作用早已被人们看到，对于计算机图像技术的发展道路，大致可以归结出3个原则性内容：未来数据图像技术强调高清晰度、高速传输、实时图像处理、三维成像或多维成像、智能化、自动化等方向发展。未来数字图像处理技术强调操作、运用的方便性，图像处理功能的集中化趋势是必然会存在的。更新的理论研究与更快的算法研究。理论走在实践的前面，已经是现代科学的特点，未来数字图像处理技术的实际运用要取得更多的发展，必然离不开理论和研究方法的更新，新理论中包括小波分析、分形几何、形态学、遗传算法等都将得到更深层次的发展。3 研究内容3.1某型号温度计检测包装机-检测机构设计本次设计中需要进行检测的温度计，它是用由直线供送料仓式供料机构经过传送带到达检测装置，检测装置是通过数字图像处理技术对温度计的尺寸进行检测，并且在检测完成后用气缸将不合格产品剔除。整个加工过程基本可以实现自动化，只需要操作工人将温度计放入斗式料仓以及回收检测合格的温度计即可。3.2 主要设计内容某型号温度计检测包装机-检测机构设计主要内容包括：斗式料仓，温度计的上料、送料装置设计，温度计的检测机构，传送带及电机的选择等。其中送料机构需要实现往复直线运动，进行单向送料；温度计的检测机构利用数字图像处理技术，检测温度计是否满足要求的尺寸精度，并去除不合格品；电机选择调速电机。3.3技术要求图1 温度计的尺寸精度图1、尺寸如图2、检测速度600件/小时；3、检测精度：两头园直径，误差1mm0.25mm；整体长度1402mm；玻璃管端面直径长度120mm2mm；玻璃管直径5mm0.2mm。剔除不合格产品。 4 研究方案4.1动力源的选择根据设计的要求可知，检测节拍需满足600件/小时；从能源方面看，工厂的电源能有效地保证并充足，且有降低生产成本，便于操作，工件可靠，维修方便，应尽量选用电力驱动。从对环境影响来看，电力驱动方式所产生的污染较小，可选择电动机。从经济方面来看，电动机应满足一定的功率，防止功率过大造成浪费，过小负荷过大，使生产率达不到要求致使浪费时间。所以为了满足上诉要求，选择电压为380V的调速电机最为合适。 4.2传动系统的选择机械系统中的传动系统是由电动机输出的机械能传递给执行机构并实现能量的分配、转速的改变及运动形式的改变的中间装置。常用的传动机构有齿轮传动、带传动、链传动、蜗杆传动等。此次设计是温度计检测包装机设计，采用机械传动方式。要求检测速度600件/小时，满足检测精度要求。在满足工作要求和性能的情况下，优先选择带传动，可以降低成本，节约能源。 4.3主要设计内容1. 执行机构的总体设计： 图2：执行机构如图所示，传送带自右向左带动温度计移动，当达到第一工位时，激光位移传感器2接受到信号，传送带停止传动，由CCD摄像头3拍摄温度计图像并通过图像采集卡传输到计算机，计算机由matlab软件利用Canny边缘检测算子对图像在数字环境中进行边缘特征的图像分割（边缘是图像中灰度发生剧烈变化的区域边界），最后通过Hough变换将图像空间的边缘特征转换为实际空间的边缘特征并与所要求的检测精度进行比较。如若不满足检测精度，则用气缸1将温度计顶入垃圾箱。若满足检测精度，传送带继续向左传动。第二工位的温度计翻转拨件5是利用摩擦力将温度计在传送带上拨动至下一圆弧槽，拨件的长度与传送带上两圆弧槽间的距离相同，都为温度计圆截面周长的1/4。这样拨件能将温度计在传送带上拨动90度，以拍摄不同垂直角度下温度计的图像来进行检测。第三工位对温度计进行第二次检测。最后将合格品下料，不合格品被顶入垃圾箱。2. 送料机构的选择与比较 方案1：如图所示是直线供送料仓式供料机构。当人工把温度计装入料仓1后，温度计依次沿料槽向下移动，在图示位置，最底下的温度计落入送料器5的容纳槽中，凸轮机构7使送料器向左运动送料时，隔料器4受弹簧3作用而顺时针转动，挡住料槽下口，从而达到分离，供送的目的。当送料器向右返回后，隔料器受档销6作用做逆时针转动而让开料槽口，料槽中最下面的一根温度计又落入送料器中，进行第二次送料。消拱器2可防止料仓中的物品架空。 图3： 方案1 方案2 方案2：机构由料斗1、剔除器2、料槽3、插板4和驱动机构等组成。工作时，驱动机构使插板在料斗中升起，料斗中与插板顶部形状、方向一致的温度计被抓取，当插板升起起对准料槽接料口时，物品划入料槽并送到指定工位。剔除器2可排除定向错误的物品。通过比较，两个方案都能实现单向送料。但相比之下方案1的送料速度更快，更适合不允许碰撞、摩擦的物品，对温度计的保护更好。因此，选择方案1更好。5 进度计划2014.12 收集资料2015.1- 2015.2 拟定总体设计方案、准备开题材料2015.2.21- 2015.2.28 修改、完善开题报告2015.3.1- 2015.3.31 系统有关设计计算，绘制总装配图2015.4.1- 2015.4.30 绘制主要零件的工程图2015.5.1- 2015.5.5 修改完善工程图纸 2015.5.6- 2015.5.20 撰写设计计算说明书 2015.5.21- 2015.5.30 修改及准备答辩参考文献1 梁燕飞，谭伟明.自动机械与自动生产线.北京:高等教育出版社，2008.2 王家文，曹宇.图形图像处理.沈阳：国防工业出版社，2004.3 于起峰，陆宏伟，刘肖琳.基于图像的精密测量与运动测量.上海：科学出版社，2002.4 王积伟，章宏甲，黄谊.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2005.5 Rafael C.Gonzalez，Richard E.Wood.Digital Image Processing Secong Edition.北京：电子工业出版社，2007.6 詹启贤.自动机械设计.北京：中国轻工业出版社，1987.7 彭国勋，肖正扬.自动机械的凸轮机构设计.北京：机械工业出版社，1990.8 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.3版.北京：高等教育出版社，2006.9 陈书海，付录祥.实用数字图像处理.上海：科学出版社，2005.10 夏若安，朱理，胡双炎.高精度零件尺寸测量系统，科学技术与工程，2005年，第20期.11 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，1993.12 李文星，冯锡兰.材料力学.北京：高等教育出版社，2011.13 尚久浩.自动机械设计.北京：中国轻工业出版社，2003.14 曹金汤.凸轮机构设计丛书.北京：机械工业出版社，1985. 15 曹惟庆，徐曾萌.机构设计.北京：机械工业出版社，2000.16 Mark S.Nixon，Alberto S.Aguado.Feature Ectraction and Image Processing，2002.指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日