基于圖像處理的麻花鉆頭修磨角自動(dòng)定位設(shè)計(jì).pdf

1、在機(jī)械加工中,鉆頭是最常用的刀具。鉆頭在鉆孔過(guò)程中與工件摩擦而損耗變鈍,需要反復(fù)修磨?，F(xiàn)有鉆頭修磨設(shè)備需要人工定位鉆頭的修磨初始轉(zhuǎn)角位置,由于人眼長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)產(chǎn)生視覺疲勞,因此修磨質(zhì)量不高且效率低。針對(duì)這一問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)麻花鉆頭模型的分析,提出以主切削刃作為鉆頭轉(zhuǎn)角基準(zhǔn),綜合運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆頭修磨角自動(dòng)定位的解決方案。
　　本系統(tǒng)由上位機(jī)圖像處理軟件和下位機(jī)硬件系統(tǒng)兩部分組成。上下位機(jī)通過(guò)串口

2、通信。下位機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)鉆頭移入攝像機(jī)下方,通過(guò)光電定焦方式使鉆頭自動(dòng)停在攝像機(jī)焦點(diǎn)處。上位機(jī)通過(guò)圖像處理方式識(shí)別出鉆頭主切刃的原始角度,同時(shí)計(jì)算出要達(dá)到預(yù)設(shè)主切刃初始角度的差值,將角度的差值發(fā)送至下位機(jī),下位機(jī)根據(jù)角度差值控制步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn),使鉆頭自動(dòng)轉(zhuǎn)至修磨預(yù)設(shè)初始角。
　　下位機(jī)硬件系統(tǒng)以單片機(jī)為核心控制器件,負(fù)責(zé)控制三個(gè)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)和光電對(duì)焦信號(hào)處理。其中兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)機(jī)械部件帶動(dòng)鉆頭上下左右移動(dòng),另一個(gè)步進(jìn)電

3、機(jī)帶動(dòng)鉆頭旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)運(yùn)用光電傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)鉆頭鉆尖自動(dòng)定位攝像機(jī)焦點(diǎn)。當(dāng)鉆頭鉆尖移到焦點(diǎn)時(shí),預(yù)先安裝的光電對(duì)管探測(cè)到鉆尖后發(fā)出信號(hào),單片機(jī)接收到信號(hào)使步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),這時(shí)鉆尖停在攝像機(jī)焦點(diǎn)處,實(shí)現(xiàn)鉆頭自動(dòng)對(duì)焦。
　　系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為圖像處理平臺(tái),將攝像機(jī)采集到的鉆頭鉆尖圖像送至計(jì)算機(jī)處理。首先運(yùn)用差影法去除背景干擾,綜合運(yùn)用Canny邊緣檢測(cè)、形態(tài)學(xué)濾波、方差法提取鉆頭邊緣。然后求取鉆頭鉆尖邊緣的斜最小外接矩形,通過(guò)該矩形找到主切削