木工刀具磨損是影響家具零件加工精度和表面質(zhì)量的重要因素。目前,家具生產(chǎn)設(shè)備更換刀具的依據(jù)是技術(shù)人員觀察刀具磨損做出的定性判斷,受視力、經(jīng)驗(yàn)等主觀因素的影響,人對(duì)刀具磨損程度判斷標(biāo)準(zhǔn)具有不一致性,因此,本研究以建立一種標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的刀具磨損檢測(cè)技術(shù)為目標(biāo),應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)的識(shí)別和測(cè)量技術(shù),設(shè)計(jì)了木工銑刀磨損檢測(cè)系統(tǒng),主要內(nèi)容有以下四方面:第一,根據(jù)刀具切削原理與銑刀磨損的表現(xiàn)形式,結(jié)合機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的檢測(cè)能力,確定了識(shí)別前刀面崩刃和測(cè)量后刀面磨損剩余量的檢測(cè)指標(biāo)。按照David Marr提出的機(jī)器視覺(jué)理論,確定了檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制、功能模塊和技術(shù)路線。第二,按照實(shí)際需要的檢測(cè)精度,研究確定了檢測(cè)系統(tǒng)的相機(jī)、鏡頭和光源的配置方案,推導(dǎo)了基于木工刀具尺寸的相機(jī)、鏡頭選型公式,并對(duì)成像系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定,矯正了銑刀圖像的畸變。為確保木工銑刀回轉(zhuǎn)后,測(cè)量平面準(zhǔn)確定位于拍攝平面,研究了激光定位控制刀具位姿的方法。第三,為消除噪聲和銑刀表面粘附木粉、顆粒等對(duì)磨損檢測(cè)的干擾,研究了圖像增強(qiáng)和平滑的算法。應(yīng)用Blob分析方法和形狀模板匹配方法,為機(jī)器視覺(jué)賦予識(shí)別銑刀種類的能力,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定位并提取刀具前刀面、后刀面。第四,基于前刀面崩刃的灰度特征和尺寸特征,在前刀面上識(shí)別并定位崩刃,輸出檢出崩刃數(shù)量;應(yīng)用邊緣檢測(cè)算法提取擬合后刀面刃口邊緣和測(cè)量基準(zhǔn),建立測(cè)量基準(zhǔn)的垂線,獲得垂線與刃口邊緣的交點(diǎn),求解交點(diǎn)與垂足間的距離,得到后刀面磨損剩余量;使用測(cè)量磨損剩余量的算法,測(cè)量游標(biāo)卡尺刻度以驗(yàn)證檢測(cè)系統(tǒng)精度,測(cè)量未加工過(guò)家具零件的木工銑刀后刀面寬度以驗(yàn)證磨損檢測(cè)算法精度。

 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

 

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

 

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 

【文章目錄】：

 

文章目錄

摘要

ABSTRACT

1 緒論

    1.1 課題研究的意義

    1.2 國(guó)內(nèi)家具企業(yè)的木工刀具管理情況

    1.3 刀具磨損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀

    1.4 課題研究?jī)?nèi)容

2 檢測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方案

    2.1 木工銑刀磨損的表現(xiàn)形式

    2.2 磨損檢測(cè)的指標(biāo)

    2.3 試驗(yàn)材料的制備

    2.4 檢測(cè)系統(tǒng)的功能

    2.5 本章小結(jié)

3 檢測(cè)系統(tǒng)的硬件配置

    3.1 檢測(cè)系統(tǒng)的硬件配置

        3.1.1 成像系統(tǒng)模型

        3.1.2 相機(jī)、鏡頭的選擇

        3.1.3 光源的設(shè)置

    3.2 成像系統(tǒng)的標(biāo)定

    3.3 刀具位姿的控制

    3.4 本章小結(jié)

4 檢測(cè)算法的選擇

    4.1 圖像的預(yù)處理

        4.1.1 圖像增強(qiáng)

        4.1.2 圖像平滑

    4.2 木工銑刀的種類識(shí)別

        4.2.1 銑刀輪廓模板的創(chuàng)建

        4.2.2 模板的匹配與識(shí)別

    4.3 前、后刀面的提取

        4.3.1 圖像分割

        4.3.2 前刀面的提取

        4.3.3 后刀面的提取

    4.4 前刀面崩刃的識(shí)別

        4.4.1 崩刃的特征分析

        4.4.2 崩刃檢測(cè)矩形的創(chuàng)建

        4.4.3 崩刃的定位與輸出

    4.5 后刀面刃口磨損剩余量的測(cè)量

        4.5.1 邊緣檢測(cè)矩形的創(chuàng)建

        4.5.2 刃口與測(cè)量基準(zhǔn)的邊緣檢測(cè)

        4.5.3 刃口磨損剩余量的輸出

    4.6 檢測(cè)結(jié)果的精度分析

        4.6.1 磨損檢測(cè)精度的要求

        4.6.2 檢測(cè)系統(tǒng)精度的分析

        4.6.3 磨損檢測(cè)精度的分析

    4.7 本章小結(jié)

5 結(jié)論與展望

參考文獻(xiàn)

個(gè)人簡(jiǎn)介

導(dǎo)師簡(jiǎn)介

獲得成果目錄清單

致謝

 

參考文獻(xiàn)

 

期刊論文

 

[1]基于視覺(jué)顯著性的零件缺陷檢測(cè)[J]. 管聲啟,李振浩,常江.  軟件. 2020(02)

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[3]木質(zhì)復(fù)合材料加工刀具磨損研究進(jìn)展[J]. 危衛(wèi)華,李元同,李迎麗,楊光,計(jì)愷豪,陳增濤,梅長(zhǎng)彤.  林業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020(03)

[4]多角彎曲件成形工藝優(yōu)化與級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 楊太德,唐海波.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2019(11)

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博士論文

 

[1]木工刀具磨損特性與木材切削加工優(yōu)化的研究[D]. 耿紹輝.東北林業(yè)大學(xué) 2006

 

碩士論文

 

[1]家具木坯料表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)修補(bǔ)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研究[D]. 李明亮.江西理工大學(xué) 2019

[2]刀具刃口磨損量計(jì)算及在機(jī)檢測(cè)相關(guān)技術(shù)研究[D]. 夏偉.哈爾濱理工大學(xué) 2019

[3]基于機(jī)器視覺(jué)的刀具檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 侯秋林.山東大學(xué) 2018

[4]基于分形理論的金剛石木工圓鋸片磨損狀態(tài)研究[D]. 馬雪亭.東北林業(yè)大學(xué) 2016

[5]基于圖像處理技術(shù)研究木塑切削中刀具磨損[D]. 袁恒.南京林業(yè)大學(xué) 2009

[6]板式家具裝配精度研究[D]. 肖君源.北京林業(yè)大學(xué) 2009

[7]木工銑削機(jī)床計(jì)算機(jī)圖像輔助對(duì)刀系統(tǒng)研究[D]. 王婥.北京林業(yè)大學(xué) 2009