纺机罗拉几何量自动化检测系统的设计与关键技术研究

摘要

纺织机械作为纺织业的生产基础，其生产加工精度直接影响纺织工艺整体水平，而罗拉又是纺织机械牵伸机构中的重要部件，为了保证纺纱产品的质量，罗拉在生产加工过程中必须满足各项几何量指标。目前罗拉的检测方法存在效率低、误差大等问题，急需一套精确高效的罗拉自动化检测方案。本文设计了一套罗拉几何量的自动化检测系统，并围绕该系统及其关键技术展开了研究工作。本文的主要工作如下： 1.分析罗拉各项几何量指标的测量难点，设计了自动化检测总体方案。采取利用背光影像式视觉检测罗拉导柱根部R角的方法和利用激光位移传感器测量罗拉总长的方法。 2.研究了罗拉导柱截面轮廓图像的图像滤波、图像分割、边缘提取以及特征拟合等关键几何特征的数据处理方法，实现待测目标的自动识别、提取和尺寸计算。 3.自主设计激光位移传感器，改良传感器的光学参数配置，并选择合适的激光光斑细分定位算法。为了使激光三角位移传感器适应漫反射较弱的罗拉光滑被测表面，提高测量准确度，本文分析了工作角取值对漫反射光采集的影响，以及成像系统参考点处垂轴放大率与光学分辨率的关系，对传感器的结构参数进行了优化。 基于罗拉自动化检测方案，本课题搭建实验平台并进行了大量实验。通过实验评价了视觉检测以及激光三角法测量的测量准确度和重复性，验证了罗拉自动化检测的可行性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外相关研究现状

1.2.1跳动量测量

1.2.2长度测量

1.2.3 R角测量

1.3本课题的关键技术

1.3.1自动化测量系统的建立

1.3.2 R角的视觉检测

1.3.3激光传感器的优化设计

1.4主要研究内容和章节安排

第二章 罗拉自动化测量总体方案设计

2.1总体测量方案

2.1.1测量工位设计

2.1.2自动化设计

2.2硬件选型

2.2.1接触式测量系统

2.2.2视觉测量系统

2.2.3激光传感器测量系统

2.3本章小结

第三章 罗拉导柱根部R角的视觉测量

3.1照明光源设计

3.2摄像机的标定

3.2.1摄像机成像模型

3.2.2像素当量的标定

3.2.3具体标定流程及标定结果

3.3罗拉导柱截面轮廓图像处理

3.3.1图像预处理

3.3.2边缘提取

3.3.3轮廓分割

3.3.4特征拟合

3.4罗拉导柱根部R角的合格性判定

3.5本章小结

第四章 基于激光三角法测距传感器的几何量测量

4.1测量原理

4.1.1相对测量

4.1.2激光三角法测量

4.2激光三角法测距传感器的光学参数优化

4.2.1光学参数分析

4.2.2系统结构设计

4.3激光三角法测距传感器的电路设计

4.4激光光斑定位的图像处理算法

4.4.1光斑图像预处理

4.4.2光斑定位算法

4.5本章小结

第五章 实验数据与分析

5.1视觉检测罗拉导柱根部R角的评价实验

5.1.1实验设计

5.1.2误差分析

5.1.3实验结论

5.2激光三角法测距传感器的测量实验

5.2.1实验设计

5.2.2误差分析

5.2.3实验结论

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2课题展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢