喷丝头结构分析及其自动加工方法研究

论文摘要

喷丝头由于具有材质薄、微孔孔数多、孔径小、密度大、加工程序烦杂、精度高等特点,无论是在前期加工还是后期检测方面都会造成工作人员劳动强度大、效率低、产品报废率高等问题。随着化纤工业的日益发展,多孔数、大型化是喷丝头发展的必然趋势。因此,全自动的喷丝头加工方式取代旧的人工操作也是适应现代化纤生产的必然结果。本课题将针对喷丝头自身特点,对喷丝头的自动加工方式进行研究,以期代替人工冲挤操作方式。本论文首先介绍了喷丝头的结构、微孔形状、尺寸精度要求以及喷丝头的加工方法,并对国内外喷丝头自动加工的现状、发展进行了分析,阐明了目前喷丝头加工方面的优缺点。其次,对喷丝头的结构进行分析,从孔径、孔数和孔形的选择方面进行阐述,指出喷丝孔孔径对纤维的综合物理机械性能有明显的影响,在孔形的选择方面,从微孔内溶液的流动和喷丝微孔形状对纤维可纺性的影响两方面进行研究。然后对喷丝头微孔的加工及图像处理进行了详细介绍,按照每道工序的特点,通过采集到的不同图像,有针对性的进行研究,确定合理的图像处理方法,分别得出不同情况下图像的中心点,由控制系统再进行加工。在自动定位方面,应用影像比对校正方法和局部搜索算法,实现了自动纠偏功能,避免产生重复定位误差和加工过程中的累积误差,达到了精确定位目的。在系统研究与设计方面,介绍了整个集成系统的软、硬件选型及控制模块的设计制作,并给出完整的运转模式和系统图运行过程说明。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.1.1 纺丝原理简介
• 1.1.2 各种微孔加工方法介绍
• 1.1.3 机器视觉系统概述
• 1.1.4 喷丝头的结构
• 1.1.5 喷丝头微孔尺寸精度要求
• 1.2 喷丝头加工方式概况
• 1.2.1 喷丝头加工过程简介
• 1.2.2 非自动加工
• 1.2.3 半自动加工
• 1.2.4 全自动加工
• 1.3 国内外喷丝头自动加工发展现状
• 1.4 本课题研究的主要内容及论文的组成部分
• 1.5 本章小结
• 第二章 喷丝头的结构分析
• 2.1 喷丝头的结构特征
• 2.2 喷丝头的主要参数选择
• 2.2.1 喷丝头孔径选择
• 2.2.2 喷丝头孔数的选择
• 2.2.3 喷丝头孔形的选择
• 2.3 本章小结
• 第三章 喷丝头微孔的加工及图像处理
• 3.1 硬质合金冲头
• 3.2 头道冲孔的自动加工
• 3.2.1 镜头的自动对焦
• 3.2.2 自动对焦方案的确定
• 3.2.3 头道冲孔的加工过程
• 3.3 二道冲孔中的图像处理及自动加工
• 3.3.1 二道冲孔的图像采集及处理
• 3.3.2 二道冲孔的自动加工
• 3.4 三道冲孔中的图像处理及自动加工
• 3.5 本章小结
• 第四章 喷丝头加工的自动定位研究
• 4.1 自动定位方法
• 4.2 影像纠偏定位
• 4.3 摄像机的标定
• 4.3.1 标定参考坐标系
• 4.3.2 成像几何模型
• 4.3.3 摄像机镜头畸变
• 4.4 喷丝头加工的自动定位
• 4.5 本章小结
• 第五章 喷丝头自动加工系统的研究设计
• 5.1 机器视觉系统的构成
• 5.1.1 CCD（电荷耦合器）
• 5.1.2 镜头
• 5.1.3 照明系统
• 5.1.4 图像采集卡
• 5.2 系统的控制部分设计
• 5.3 传动机构
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢