基于機(jī)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(dǎo)線。而生產(chǎn)鋼化玻璃絕緣子需要進(jìn)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(jìn)行鋼化玻璃絕緣子的上窯操作，這種方式勞動強(qiáng)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(jìn)行了深入的研究，并開發(fā)出了基于機(jī)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(jìn)行了大量的在線實(shí)驗(yàn)，分析并驗(yàn)證本智能上窯裝置的可靠性與穩(wěn)定性，全文主要進(jìn)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(diǎn)，設(shè)計了基于機(jī)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(jī)械、控制和視覺三個部分。
　　機(jī)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(diǎn)，設(shè)計了相機(jī)升降機(jī)構(gòu)，配合使用伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，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(shè)計了機(jī)械手夾爪裝置，配合機(jī)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(jī)控制整個智能上窯系統(tǒng)的運(yùn)行，針對鋼化玻璃絕緣子正、反重疊擺放的特點(diǎn)，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(guān)的電氣裝置配合機(jī)械、視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能。
　　視覺系統(tǒng)中，根據(jù)實(shí)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(jī)選用加拿大公司生產(chǎn)的Genie TS系列M2500面掃描相機(jī);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(jìn)行了圖像預(yù)處理操作，分析各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種基于M-K的絕緣子濾波增強(qiáng)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(jìn)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(diǎn)，結(jié)合最小二乘法采用四橢圓擬合平均法進(jìn)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(jìn)行特征匹配，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位;再利用激光傳感器進(jìn)行正、反識別校正，提高識別的準(zhǔn)確率。
　　(4)設(shè)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(jìn)行圖像的采集和圖像的處理，在Visual