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汽车发动机凸轮轴瓦盖自动安装视觉伺服系统研究
| 论文题名： | 汽车发动机凸轮轴瓦盖自动安装视觉伺服系统研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;凸轮轴瓦盖;自动安装;视觉伺服系统 |
| 摘要： | 凸轮轴瓦盖是发动机上不可缺少的零件，其作用主要是把凸轮轴固定在气缸盖上，凸轮轴瓦盖和气缸盖的精准结合是凸轮轴正常传动与换气的前提。随着自动化生产设备的快速发展，汽车发动机生产线自动化程度已经很高了，但发动机缸盖上的凸轮轴瓦盖安装还需要人工来操作，可是人工的安装效率和准确率已经不能满足汽车企业的生产需求，而且工人不间断长时间的操作会面临凸轮轴瓦盖的划伤和安放位置不当等问题，导致产品不合格，所以将交流伺服控制方法和机器视觉等技术应用在凸轮轴瓦盖安装方面具有重大的工程指导意义与社会经济价值。 本文参考发动机凸轮轴瓦盖手工装配的工艺流程，确定了瓦盖自动安装的工艺流程，由此设计开发了一套发动机凸轮轴瓦盖自动安装视觉伺服系统。本论文的主要内容和创新如下： 1、首先对发动机凸轮轴瓦盖自动安装系统的视觉识别与定位模块进行设计，包括介绍了识别与定位对象、对象特征分析，通过视觉模块方案构建完成了模块搭建；然后对系统的伺服移动模块进行设计，包括介绍了移动对象、移动需求分析，通过伺服系统方案构建完成了模块搭建；最后对系统的机械结构进行简介和运行参数要求进行说明。 2、研究了发动机凸轮轴瓦盖视觉识别与定位方法，主要包括图像预处理、边缘检测和模板匹配技术。本文研究了改进的Canny算子对图像进行边缘检测，对比了常用的几种方法，结果显示该方法在凸轮轴瓦盖的特征提取效果更好；采用了基于形状特征的模板匹配方法，解决了瓦盖的识别与定位在工业环境存在不稳定性的问题，实现了对瓦盖的快速识别与准确定位。 3、根据系统的总体设计方案，对系统的硬件部分和软件部分进行设计，并对系统的各个模块之间采用的通讯方式进行说明。其中系统的硬件部分包括PLC模块、定位模块、伺服设备、触摸屏等器件的选型，以及绘制了系统的电气原理图；软件部分包括软件模块组成介绍、PLC梯形图编写和触摸屏界面设计。 4、通过在试生产期间进行了18天共计25000余次凸轮轴瓦盖安装实验，测试了系统的整体性能以及生产节拍，实验结果表明了本系统能够稳定运行，满足东风日产汽车企业对发动机凸轮轴瓦盖自动安装系统的生产需求。 |
| 作者： | 蒋志 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 谭文;段峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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