基于圖像處理的麻花鉆頭修磨角自動定位設(shè)計.pdf

1、在機械加工中,鉆頭是最常用的刀具。鉆頭在鉆孔過程中與工件摩擦而損耗變鈍,需要反復(fù)修磨。現(xiàn)有鉆頭修磨設(shè)備需要人工定位鉆頭的修磨初始轉(zhuǎn)角位置,由于人眼長時間工作會產(chǎn)生視覺疲勞,因此修磨質(zhì)量不高且效率低。針對這一問題,本文通過對麻花鉆頭模型的分析,提出以主切削刃作為鉆頭轉(zhuǎn)角基準(zhǔn),綜合運用數(shù)字圖像處理技術(shù)、電機控制技術(shù)、傳感器技術(shù)實現(xiàn)鉆頭修磨角自動定位的解決方案。
　　本系統(tǒng)由上位機圖像處理軟件和下位機硬件系統(tǒng)兩部分組成。上下位機通過串口

2、通信。下位機通過步進電機帶動鉆頭移入攝像機下方,通過光電定焦方式使鉆頭自動停在攝像機焦點處。上位機通過圖像處理方式識別出鉆頭主切刃的原始角度,同時計算出要達到預(yù)設(shè)主切刃初始角度的差值,將角度的差值發(fā)送至下位機,下位機根據(jù)角度差值控制步進電機帶動鉆頭旋轉(zhuǎn),使鉆頭自動轉(zhuǎn)至修磨預(yù)設(shè)初始角。
　　下位機硬件系統(tǒng)以單片機為核心控制器件,負(fù)責(zé)控制三個步進電機運動和光電對焦信號處理。其中兩個步進電機通過機械部件帶動鉆頭上下左右移動,另一個步進電

3、機帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)運用光電傳感技術(shù)實現(xiàn)鉆頭鉆尖自動定位攝像機焦點。當(dāng)鉆頭鉆尖移到焦點時,預(yù)先安裝的光電對管探測到鉆尖后發(fā)出信號,單片機接收到信號使步進電機停止轉(zhuǎn)動,這時鉆尖停在攝像機焦點處,實現(xiàn)鉆頭自動對焦。
　　系統(tǒng)以計算機為圖像處理平臺,將攝像機采集到的鉆頭鉆尖圖像送至計算機處理。首先運用差影法去除背景干擾,綜合運用Canny邊緣檢測、形態(tài)學(xué)濾波、方差法提取鉆頭邊緣。然后求取鉆頭鉆尖邊緣的斜最小外接矩形,通過該矩形找到主切削