摘 要

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内外自动分拣系统的研究现状 1

1.2.1 国外研究现状 1

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 课题研究的基本内容 3

第二章 自动分拣系统分拣方案设计 4

2.1 分拣系统总体方案设计 4

2.2 分拣系统整体结构设计 4

2.3 输送装置设计 6

2.3.1 工件的筛选 6

2.3.2 电机和同步带的选择及连接固定 6

2.3.3 工件的固定 9

2.4 检测装置设计 10

2.4.1 光电开关与背景板的选择与固定 10

2.4.2 CCD相机 10

2.4.3 光源的选择 13

2.5 剔除装置设计 14

第三章 小圆柱体零件图像采集和处理 15

3.1 图像采集 15

3.1.1 图像采集原理 15

3.1.2 图像采集过程 15

3.2 图像处理方案 15

3.3 具体图像处理方法及结果 16

3.3.1 图像预处理 17

3.3.2 ROI区域设定 18

3.3.3 轮廓提取与拟合 19

3.3.4 尺寸比较 20

3.3.5 半径偏差 21

第四章 自动分拣系统过程控制设计 22

4.1 控制系统设计 22

4.2 分拣过程控制 22

4.2.1 分拣参数 22

4.2.2 具体分拣过程 22

4.2.3 工件检测具体步骤 23

4.2.4 工件检测PLC数据传输设计 24

4.2.5 PLC程序编制 26

第五章 分拣系统软件界面设计及仿真试验 29

5.1 分拣系统软件设计 29

5.1.1 分拣软件主界面设计 29

5.1.2 硬件检测功能模块 30

5.1.3 相机标定功能模块 30

5.1.4 参数设置功能模块 31

5.1.5 系统运行功能模块 31

5.1.6 结果显示功能模块 32

5.2 分拣系统仿真试验 32

5.2.1 试验前的准备工作 33

5.2.2 试验过程及结果 35

第六章 总结 37

6.1 文章总结 37

6.2 工作小结 37

参考文献 39

致 谢 40

摘 要

本文提出了一种基于机器视觉的小圆柱体零件自动分拣系统。通过获取小圆柱体零件两端面图像，应用图像处理技术识别工件两端面边缘毛刺、缺陷完成对一批零件中的合格品与不合格品的分拣。

小圆柱体零件自动分拣系统设计主要内容如下:

（1）在自动分拣系统分拣平台设计方面，介绍了基于机器视觉的自动分拣系统分拣平台的组成，结合具体的分拣需要，分析了步进电机、同步带、CCD相机、环形光源、背景板、汽缸等硬件的选型依据。

（2）在运用机器视觉进行图像处理方面，研究了彩色图像二值化、图像滤波、ROI区域设定、边缘提取等核心算法，并通过LabVIEW软件中Vision模块进行图像处理仿真验证了算法的可行性。

（3）在自动分拣系统过程控制方面，介绍了分拣系统的工作过程及相应的过程控制方案，并说明了使用GX Works2软件编制PLC控制程序的关键步骤。

（4）在小圆柱体零件自动分拣系统软件设计方面，介绍了所设计软件的关键功能，详细说明了软件主界面及各功能模块各按钮的主要用途，并在实验中展示了分拣软件的实际应用。

关键词：小圆柱体零件；机器视觉；图像处理；自动分拣

Abstract

This paper presents an automatic sorting system for small cylindrical parts based on machine vision. By obtaining the image of the two sides of the small cylindrical parts, the image processing technology is used to identify the burrs and defects on edges of the two ends of the workpiece. Completed sorting the qualified products and nonconforming products in a batch of parts.

Small cylinder parts automatic sorting system design of the main contents are as follows:

(1) In the automatic sorting system sorting platform design, the paper introduces the composition of the automatic sorting system sorting platform based on Machine vision, and analyzes the stepping motor, timing belt, CCD camera, background board, ring light source,cylinder and other hardware selection basis.

(2) In the use of machine vision for image processing, the study of color image binarization, image filtering, ROI region setting, edge extraction and other core algorithms, and through the LabVIEW software Vision module for image processing simulation to verify the feasibility of the algorithm feasibility.

(3) In the process of automatic sorting system control, the working process of the sorting system and the corresponding process control scheme are introduced, and the key steps of PLC control program using GX Works2 software are described.

(4) In the design of the software of small cylindrical parts automatic sorting system, the key functions of the designed software are introduced. The main functions of the main interface of the software and each function module are described in detail, and the practical application of the software were showed in the .experiment.

Key Words: Small cylindrical parts；Machine vision；Image processing；Automatic sorting

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

自动分拣系统是实现高效分拣所必需的设施条件之一，它可以根据分拣对象尺寸大小、形状、表面质量等进行识别并完成分拣。在企业生产中，小圆柱体零件通常会在加工制造的过程中产生毛刺瑕疵，而不合格的小圆柱体零件则会对产品的各方面质量造成负面影响。然而，目前人工分拣的检测方法复杂，分拣效率和分拣精度低，因此本文运用计算机控制、图像识别、数据库管理等技术设计了一种小圆柱体自动分拣系统，通过检测小圆柱体零件两端面毛刺、缺陷，并根据检测结果剔除一批零件中的不合格品。