基于圖像邊界識別的熱態(tài)鍛件外形尺寸測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、作為裝備制造業(yè)中重要的一部分，大型鍛件在電力、冶金、造船、石油化工、航空航天等領域有著十分廣泛的應用。經常用于核電機組、化學反應容器等對性能有較高要求的場合。因此，大型鍛件的質量直接關乎人民的生命財產安全。但是，當前的鍛件外形尺寸測量技術，存在著精度較差，效率較低的問題，某些地方甚至還沿用工人手持測量器具在高溫下對鍛件進行測量的方法。鍛件尺寸測量的不準確不但會對鍛件內部結構產生不利的影響，而且為了降低鍛件的廢品率，不得不加大加工余量，從

2、而造成大量的資源浪費。由此可見，改善大型鍛件外形尺寸測量技術，實時地準確地掌握大型鍛件鍛造過程中的尺寸信息，對于改善大型鍛件的內部質量、節(jié)能減排以及提高生產效率都有著非常重要的意義。
　　本文在參考大量國內外研究成果，結合現(xiàn)有的鍛件外形尺寸測量方法的基礎上，針對已有的鍛件外形尺寸測量方法中存在的問題，提出了一種基于圖像邊界識別的鍛件外形尺寸測量方法，具體內容如下：
　　首先，構建測量系統(tǒng)。將綠激光器與CCD相機固定在可沿導軌

3、滑動的平臺上，平臺的位置信息可通過脈沖編碼器獲得。脈沖編碼器可將位置信息傳給 PLC。脈沖編碼器與驅動滑動平臺的伺服電機、PLC一起組成閉環(huán)系統(tǒng)。CCD相機拍攝的圖像通過TCP/IP協(xié)議傳到計算機中，PLC通過RS-232C接口與計算機相連。計算機上位機程序可實時顯示CCD相機拍攝的圖像及滑動平臺的位置信息。
　　其次，提出一種基于綠激光的鍛件邊界識別方法。由于CCD相機與激光線不在一個平面上，導致不同深度的激光線在CCD相機中成

4、像的位置不同從而使照在鍛件上的激光線與背景上的激光線產生斷線現(xiàn)象。應用 HSI顏色模型對綠激光光條進行識別，然后對光條位置的灰度值的變化進行監(jiān)測，從而識別鍛件邊緣。
　　再次，對影響鍛件外形尺寸測量系統(tǒng)測量精度的因素進行了分析。通過確定感興趣區(qū)域來減少圖像中對測量無用的冗余信息，提高系統(tǒng)工作效率；通過添加帶通濾光片來抑制高溫輻射對 CCD相機的影響；通過建立粗糙表面散射模型確定 CCD相機與鍛件的最佳位置；通過分析光條寬度對CCD