密封条尺寸测量与控制系统的研究

论文摘要

密封条是以橡胶、塑料或二者混合为原材料，通过挤出或注射成型的一种密封件，被广泛的应用于汽车、建筑、轮船、航空等领域。随着对密封条质量的要求越来越高，传统的手动测量与控制方式已不能满足现在自动化水平发展的要求。为了提高密封条的生产质量、生产效率和降低操作者的劳动强度，进行密封条尺寸测量与控制系统的研究。在对国内外的密封条生产以及相关技术进行了研究之后，结合工厂密封条生产的实际情况，对密封条的尺寸测量与控制系统进行了研究与设计，具体工作如下：(1)根据厂方提出的要求进行了功能需求分析，在功能需求分析的基础上提出了系统的总体设计思路；并根据厂方的实际生产情况，给出了系统的总体设计模型。(2)进行了系统的软件设计。对软件的信息流程和软件的界面以及功能进行了设计。上位机主要完成图像采集、图像处理、尺寸测量与比较以及与PLC的通讯等功能。(3)根据测量精度的要求，选择了摄像机和图像采集卡，并设计了光学系统。在光学系统中为了获得较好的图像，选用了LED光源和采用了远心光路。(4)图像的处理采用软件来完成，应用了各种图像处理技术，如二值化、边缘检测等，并给出了软件的处理效果。(5)根据电机容量和控制点数分别选取了变频器和PLC。并根据控制要求对变频器的性能参数进行了设定，设计了电机的变频器控制电器原理图和PLC程序。(6)对多组密封条进行了测量与校准，从测量结果来看，误差在公差范围内；并分析了产生误差的各种原因。对全文进行了总结，并为后续的研究工作进行了展望。此系统能够将密封条的整个生产过程自动化，提高原材料的利用率，对国内外密封条的生产方式将产生深远的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 密封条生产现状
• 1.1.2 密封条生产中存在的问题
• 1.2 相关技术
• 1.2.1 电荷耦合器件的发展状况
• 1.2.2 光学非接触测量的概况
• 1.2.3 现代光学测试技术的国内外发展现状
• 1.2.4 交流调速的发展状况
• 1.2.5 PLC技术的发展状况
• 1.3 课题研究概述
• 1.3.1 课题的来源
• 1.3.2 课题研究的目的和意义
• 1.3.3 课题研究的内容
• 1.4 本章小结
• 2 系统总体与软件部分设计
• 2.1 系统总体设计
• 2.1.1 系统的功能需求
• 2.1.2 系统总体设计框图
• 2.2 系统软件部分的信息处理流程图
• 2.3 系统软件部分的界面与功能
• 2.4 本章小结
• 3 摄像部分的原理与设计
• 3.1 CCD器件的基本结构与工作原理
• 3.1.1 CCD的物理基础
• 3.1.2 CCD器件的基本结构和工作原理
• 3.1.3 CCD的性能参数
• 3.2 CCD摄像机
• 3.2.1 CCD摄像机的选用原则
• 3.2.2 WAT-920B摄像机的性能参数
• 3.3 图像采集卡
• 3.3.1 主要技术及性能指标
• 3.3.2 基本结构与工作原理
• 3.4 光学系统设计
• 3.4.1 光源的选择
• 3.4.2 成像光路的设计
• 3.5 本章小结
• 4 图像采集与处理
• 4.1 图像与数字图像
• 4.2 数字图像处理概论
• 4.3 图像数据的采集
• 4.4 图像处理的相关技术
• 4.4.1 灰度变换
• 4.4.2 平滑处理
• 4.4.3 阈值选择与二值化
• 4.4.4 边缘提取
• 4.5 软件实现
• 4.5.1 图像采集卡的初始化
• 4.5.2 边缘提取
• 4.5.3 尺寸测量
• 4.6 本章小结
• 5 控制部分设计
• 5.1 变频调速的原理
• 5.1.1 变频器的基本结构
• 5.1.2 变频调速的基本原理
• 5.1.3 变频器的选型及其系统功能的设定
• 5.2 PLC技术
• 5.2.1 PLC概述
• 5.2.2 PLC的基本组成与各部分的作用
• 5.2.3 A/D和D/A转换概念
• 5.2.4 PLC及其扩展模块的选型
• 5.2.5 三菱 FX系列PLC特性
• 5.3 变频器控制电器原理图
• 5.4 PLC的程序设计
• 5.5 抗干扰措施
• 5.6 本章小结
• 6 测量结果及误差分析
• 6.1 测量结果与校准
• 6.2 误差与精度分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学位论文目录