發(fā)布時間：2017-08-18 09:57

  本文關(guān)鍵詞：斷路器脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)圖像定位技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 低壓斷路器 螺釘調(diào)整機(jī)構(gòu) 機(jī)器視覺系統(tǒng) PLC 定位檢測 MFC

【摘要】：在現(xiàn)代自動化生產(chǎn)中,為確保出廠產(chǎn)品質(zhì)量,在生產(chǎn)過程中都需要對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性的測試試驗(yàn)。在配電系統(tǒng)中,作為一種開關(guān)保護(hù)器件低壓斷路器被廣泛應(yīng)用,如果其長延時、可靠性等性能指標(biāo)未達(dá)標(biāo),往往會影響配電系統(tǒng)正常運(yùn)行,甚至?xí)＜跋到y(tǒng)及電力設(shè)備的安全。而對脫扣螺釘?shù)目焖贉?zhǔn)確定位是完成長延時檢測的關(guān)鍵一步,螺釘?shù)亩ㄎ痪葘嗦菲鏖L延時測試起著至關(guān)重要的作用。在過去斷路器長延時檢測通常采用人工檢測,無法滿足自動化生產(chǎn)線的高速度、高精度、高穩(wěn)定性等要求。因此,如何解決斷路器長延時測試中螺釘?shù)臏?zhǔn)確、快速定位跟蹤,完成斷路器長延時智能化測試設(shè)備成為必然趨勢。針對斷路器長延時調(diào)整時對脫扣螺釘自動快速定位的難題,采用了基于視覺圖像的脫扣螺釘定位方法。通過工業(yè)CCD相機(jī)獲取斷路器三相雙金屬片上脫扣螺釘?shù)膱D像信息,利用開源的計算機(jī)視覺庫(OpenCV)軟件進(jìn)行圖像處理提取螺釘中心位置,從而將其坐標(biāo)位置傳送給下位機(jī)PLC控制同心雙柔軸調(diào)整機(jī)構(gòu)對螺釘螺母完成長延時調(diào)整動作。本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:首先,通過對低壓塑殼式式斷路器(MCCB)脫扣器上熱雙金屬元件受熱變形原理分析,及一體化調(diào)整機(jī)構(gòu)對螺釘調(diào)節(jié)過程受力分析,建立了脫扣螺釘?shù)那�軌跡模型,一體化調(diào)整機(jī)構(gòu)動力學(xué)平衡模型。設(shè)計了微型一體化的脫扣螺釘螺母調(diào)整機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對斷路器脫扣器雙金屬片上螺釘?shù)亩嘧杂啥瓤焖�、精確定位與實(shí)時動態(tài)跟蹤調(diào)整,將斷路器長延時測試時間縮短了30%以上。其次,分析了基于機(jī)器視覺的斷路器脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)定位系統(tǒng)的工作原理與組成,對系統(tǒng)各部分進(jìn)行分析和選型,包括光源、工業(yè)CCD相機(jī)、鏡頭及圖像采集卡等,并且搭建了硬件平臺。接著,對脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)的核心軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。按模塊化設(shè)計思想,分別完成了圖像采集模塊、圖像處理模塊、軟件界面模塊、相機(jī)標(biāo)定模塊、運(yùn)動控制模塊及其相應(yīng)的軟件程序設(shè)計。各部分獨(dú)立協(xié)調(diào)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)自動定位檢測與調(diào)整控制。針對脫扣螺釘?shù)膱D像特征,完成圖像灰度化及濾波去噪預(yù)處理工作,重點(diǎn)研究了Canny邊緣檢測算子及改進(jìn)的Hough變換實(shí)現(xiàn)了對螺釘中心坐標(biāo)的精確定位。通過張正友標(biāo)定法進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定,將目標(biāo)定位結(jié)果轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖數(shù)傳輸給下位PLC控制單元,控制調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對脫扣螺釘?shù)目焖俑櫿{(diào)整。最后,基于Visual C++的平臺中嵌入的微軟基礎(chǔ)類庫(MFC),進(jìn)行了操作界面設(shè)計,實(shí)現(xiàn)了操作員上位機(jī)上對視覺系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控、圖像處理流程操作及對伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)的監(jiān)控與參數(shù)設(shè)定。界面清晰簡便,具有很好的人機(jī)交互性。該系統(tǒng)已進(jìn)入試驗(yàn)階段,系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,實(shí)現(xiàn)了螺釘?shù)目焖佟⒕_定位,將斷路器長延時測試時間縮短了30%以上,具有很好的應(yīng)用價值和市場前景。
【關(guān)鍵詞】：低壓斷路器 螺釘調(diào)整機(jī)構(gòu) 機(jī)器視覺系統(tǒng) PLC 定位檢測 MFC
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM561;TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 選題來源13
• 1.2 課題背景及研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 研究背景13-15
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究目的和意義17-18
• 1.3.1 研究目的17
• 1.3.2 研究意義17-18
• 1.4 論文主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)18-23
• 1.4.1 研究內(nèi)容18-22
• 1.4.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)22-23
• 第二章 斷路器脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)設(shè)計23-35
• 2.1 斷路器長延時測試原理23-26
• 2.1.1 熱雙金屬片受熱變形模型23-26
• 2.2 脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)功能要求26-28
• 2.3 脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)分析28-32
• 2.3.1 脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)難點(diǎn)28-29
• 2.3.2 脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)29-32
• 2.4 調(diào)整機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計32-34
• 2.4.1 調(diào)整機(jī)構(gòu)傳動方案設(shè)計32
• 2.4.2 調(diào)整機(jī)構(gòu)整體方案設(shè)計32-33
• 2.4.3 脫扣器調(diào)整機(jī)構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)的分析與設(shè)計35-50
• 3.1 機(jī)器視覺系統(tǒng)概述35-36
• 3.2 脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)36-38
• 3.3 脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)的設(shè)計38-49
• 3.3.1 光源照明系統(tǒng)39-41
• 3.3.2 CCD攝像器件41-45
• 3.3.3 圖像采集卡45-47
• 3.3.4 伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)47-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 第四章 脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)軟件設(shè)計50-72
• 4.1 定位軟件設(shè)計基本思路50
• 4.2 開發(fā)工具Visual C++與OpenCV50-51
• 4.3 脫扣螺釘定位軟件設(shè)計51-57
• 4.3.1 定位流程52
• 4.3.2 感興趣區(qū)域（ROI）提取52-53
• 4.3.3 圖像預(yù)處理53-57
• 4.4 圖像邊緣檢測57-63
• 4.4.1 Robert算子58-59
• 4.4.2 Sobel算子和Prewitt算子59-60
• 4.4.3 Laplacian算子和Gauss-Laplacian算子60
• 4.4.4 Canny算子60-61
• 4.4.5 仿真實(shí)驗(yàn)分析61-63
• 4.5 螺釘中心坐標(biāo)提取63-70
• 4.5.1 Hough變換原理63-64
• 4.5.2 Hough圓心檢測64
• 4.5.3 六角螺釘中心定位算法64-68
• 4.5.4 實(shí)驗(yàn)仿真測試68-70
• 4.5.5 攝像機(jī)的標(biāo)定70
• 4.6 基于MFC的上位機(jī)與PLC通訊70-71
• 4.7 本章小結(jié)71-72
• 第五章 脫扣螺釘視覺定位系統(tǒng)操作界面72-79
• 5.1 MFC簡介72-73
• 5.2 系統(tǒng)操作界面設(shè)計73-74
• 5.3 操作界面的實(shí)現(xiàn)與分析74-78
• 5.4 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 研究內(nèi)容總結(jié)79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 附錄84-102
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果102-103
• 致謝103-104

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 方艷東;;一種自動調(diào)節(jié)裝置在小型斷路器時間—電流脫扣特性調(diào)試中的應(yīng)用[J];電氣開關(guān);2006年04期

2 李春海;伍萍輝;曾成;陸青峰;;塑殼斷路器延時特性自動檢測系統(tǒng)[J];電子設(shè)計工程;2011年24期

3 張鋒;對螺釘無軸向壓力的高精度自動螺絲刀的設(shè)計[J];機(jī)械工程師;2005年02期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張玲艷;基于Canny理論的自適應(yīng)邊緣檢測方法研究[D];西北大學(xué);2009年

2 曹梅玲;塑殼斷路器延時脫扣過程的仿真與分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2012年

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本文編號：693929