基于機器視覺的鋼化玻璃絕緣子智能上窯裝置開發(fā).pdf

1、鋼化玻璃絕緣子(toughened glass insulator,簡稱TGI)主要使用在高壓、特高壓的輸電線路中，用于絕緣和懸掛導線。而生產(chǎn)鋼化玻璃絕緣子需要進行均質(zhì)處理，目前大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)仍然采用手工方式進行鋼化玻璃絕緣子的上窯操作，這種方式勞動強度大、工作時間長，并且工作環(huán)境惡劣，不能滿足工業(yè)自動化快速生產(chǎn)的需求，因此本文針對鋼化玻璃絕緣子全自動化上窯的生產(chǎn)需求，進行了深入的研究，并開發(fā)出了基于機器視覺的鋼化玻璃絕緣子智能上窯裝置

2、。利用開發(fā)的智能上窯裝置，進行了大量的在線實驗，分析并驗證本智能上窯裝置的可靠性與穩(wěn)定性，全文主要進行了如下的研究:
　　(1)針對待上窯的鋼化玻璃絕緣子正反重疊擺放、分層疊放的特點，設計了基于機器視覺的鋼化玻璃絕緣子智能上窯裝置的總體方案，該方案涉及機械、控制和視覺三個部分。
　　機械系統(tǒng)中，根據(jù)鋼化玻璃絕緣子疊放高度逐層遞減的特點，設計了相機升降機構，配合使用伺服電機和步進電機，適時地采集每一層正、反擺放的鋼化玻璃絕緣子

3、圖像，提高采集圖像的質(zhì)量;同時設計了機械手夾爪裝置，配合機器人手臂完成正、反重疊擺放產(chǎn)品的抓取、翻轉(zhuǎn)和放置，以及隔板、托架的抓取和放置。
　　控制系統(tǒng)中，利用工業(yè)控制計算機控制整個智能上窯系統(tǒng)的運行，針對鋼化玻璃絕緣子正、反重疊擺放的特點，本文提出兩步走的策略，分別完成反、正產(chǎn)品的上窯作業(yè)，同時使用相關的電氣裝置配合機械、視覺系統(tǒng)實現(xiàn)相關的功能。
　　視覺系統(tǒng)中，根據(jù)實際需求以及現(xiàn)場工況環(huán)境，光源選用LED高端集成吊頂燈;工

4、業(yè)相機選用加拿大公司生產(chǎn)的Genie TS系列M2500面掃描相機;配合使用焦距為16mm的C1614-M(KP)型號鏡頭;
　　(2)對采集的正、反重疊擺放鋼化玻璃絕緣子圖像進行了圖像預處理操作，分析各種算法的優(yōu)缺點，提出一種基于M-K的絕緣子濾波增強算法;在邊緣檢測算法中，對像素級邊緣采取三次樣條插值進行內(nèi)插處理，獲取正、反產(chǎn)品的亞像素精度邊緣輪廓。
　　(3)在鋼化玻璃絕緣子識別與定位算法中，提出了基于特征匹配與激光校

5、正的TGI信息融合算法。針對傳統(tǒng)的輪廓提取擬合方法無法區(qū)別正、反產(chǎn)品的特點，結合最小二乘法采用四橢圓擬合平均法進行多個圓的擬合定位，并求其平均值;在TGI信息融合的算法中，利用提取的正、反特征輪廓進行特征匹配，實現(xiàn)精準定位;再利用激光傳感器進行正、反識別校正，提高識別的準確率。
　　(4)設計了鋼化玻璃絕緣子智能上窯系統(tǒng)，該系統(tǒng)軟件使用Sapera LT軟件庫和OpenCV開源視覺算法庫進行圖像的采集和圖像的處理，在Visual