激光打標(biāo)機為代表的新型激光加工設(shè)備越來越廣泛的應(yīng)用在各行各業(yè)中,通過激光聚焦在工件表面標(biāo)刻出圖案及文字信息。標(biāo)刻質(zhì)量與焦點的位置調(diào)節(jié)緊密相關(guān),傳統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)方式存在較大的誤差,實現(xiàn)設(shè)備自動化調(diào)整焦點位置可以有效的提高調(diào)節(jié)精度,增加激光加工的柔性操作空間。課題以此為出發(fā)點,設(shè)計了一種基于圖像處理的激光打標(biāo)機自動調(diào)焦系統(tǒng),對系統(tǒng)分步驟進行功能實現(xiàn)。首先,簡述了激光打標(biāo)機的結(jié)構(gòu)組成和工作原理;并提出了利用CMOS相機采集圖像的構(gòu)想,介紹分析了自動調(diào)焦系統(tǒng)的實施方案。其次,通過采集圖像數(shù)據(jù),并簡要分析驗證方案的可行性。通過MATLAB軟件對圖像進行灰度處理、二值轉(zhuǎn)化、圖像切割、小波去噪、目標(biāo)提取等,最終獲取了激光焦點高度與目標(biāo)圖形像素數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。最后,上位機通過控制串口與單片機進行通信,驅(qū)動步進電機實現(xiàn)對絲桿升降臺的控制,使激光焦點位移至物體表面,最終完成整個自動調(diào)焦系統(tǒng)的工作流程。針對本文研究提出的一系列問題進行測試和仿真,包括對掃描振鏡失真的修正測試、圖像采集測試、小波去噪的算法仿真以及使用仿真軟件對單片機與步進電機的控制測試。針對結(jié)果進行分析,對于振鏡失真進行成功修正,選擇了最優(yōu)的... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
    1.3 激光打標(biāo)機介紹
        1.3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        1.3.2 工作原理
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第2章 自動調(diào)焦系統(tǒng)研究
    2.1 自動調(diào)焦系統(tǒng)介紹
        2.1.1 自動調(diào)焦系統(tǒng)概念
        2.1.2 傳統(tǒng)自動調(diào)焦方式對比
        2.1.3 自動調(diào)焦系統(tǒng)分析
    2.2 自動調(diào)焦方案的選取
        2.2.1 標(biāo)識物識別法及工作原理
        2.2.2 紅光預(yù)打標(biāo)法及工作原理
    2.3 自動調(diào)焦系統(tǒng)軟件平臺
    2.4 本章小結(jié)
第3章 圖像采集與處理
    3.1 圖像采集方案
        3.1.1 CMOS相機
        3.1.2 圖像采集過程
        3.1.3 數(shù)據(jù)記錄與分析
    3.2 基于MATLAB的圖像處理方案
        3.2.1 圖像的讀取
        3.2.2 圖像處理
        3.2.3 圖像信息提取
    3.3 精度干擾因素分析
        3.3.1 干擾因素分析
        3.3.2 小波閾值去噪
    3.4 本章小結(jié)
第4章 電動升降臺控制系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 電動升降平臺控制方案
    4.2 步進電機及升降臺選型
    4.3 單片機及驅(qū)動電路設(shè)計
    4.4 MATLAB與單片機串口通信
        4.4.1 MATLAB對串口的控制
        4.4.2 串口中斷設(shè)置及中斷處理函數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析
    5.1 激光標(biāo)刻校正測試
    5.2 圖像采集測試
    5.3 圖像處理算法測試
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光加工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展分析[J]. 王霄.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2017(22)
[2]我國激光打標(biāo)機行業(yè)競爭激烈[J].   中國包裝. 2016(10)
[3]激光加工在機械制造中的應(yīng)用[J]. 陳曉.  自動化應(yīng)用. 2016(05)
[4]一種激光標(biāo)刻圖像驗證裝置的研究與設(shè)計[J]. 梁文斌,謝躍雷,彭誠誠,王太興,趙佳慶.  電視技術(shù). 2015(05)
[5]關(guān)于激光打標(biāo)的原理及發(fā)展的研究[J]. 張玉華,陸茵.  自動化與儀器儀表. 2014(05)
[6]光纖激光打標(biāo)機的組成原理及其應(yīng)用[J]. 盧杰.  激光雜志. 2013(02)
[7]基于Matlab程序的圖像灰度均衡化及其邊緣檢測[J]. 馬林濤,陳德勇.  廣西師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(02)
[8]中小型防爆電機的噪聲控制[J]. 展伯平.  產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2012(10)
[9]基于Matlab和AVR單片機的串行數(shù)據(jù)通信設(shè)計[J]. 伊磊,聶歡歡,劉任平.  計算機時代. 2012(03)
[10]基于ARM的無線圖像傳輸系統(tǒng)[J]. 趙華偉.  電腦知識與技術(shù). 2011(08)

博士論文
[1]基于直方圖無關(guān)準(zhǔn)則與基于混合控制策略的區(qū)域分割方法研究[D]. 鄒耀斌.華中科技大學(xué) 2011
[2]中國裝備制造業(yè)系統(tǒng)演化與評價研究[D]. 王子龍.南京航空航天大學(xué) 2007

碩士論文
[1]雙振鏡激光3D圖像傳感器空間信息提取與校正技術(shù)研究[D]. 李海龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]激光清洗青銅類文物試驗研究[D]. 張陳.中北大學(xué) 2015
[3]激光打標(biāo)生產(chǎn)線自動定位系統(tǒng)的研究[D]. 賈亞濤.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[4]二維激光振鏡掃描控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 徐亮亮.長春理工大學(xué) 2012
[5]改善混合式步進電機運行性能的功角控制策略研究[D]. 王海偉.浙江大學(xué) 2012
[6]實時視頻拼接系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 阮芹.華中科技大學(xué) 2011
[7]艦載機位置圖像測量標(biāo)定算法研究[D]. 賈書麗.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[8]基于圖像工程與框架理論識別人體細(xì)胞的智能技術(shù)研究[D]. 趙陽.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2010
[9]激光用低紋波開關(guān)電源研究[D]. 馮卓民.浙江大學(xué) 2010
[10]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多維標(biāo)度定位算法研究[D]. 李年贊.湖南大學(xué) 2009



本文編號：3686209