论文（设计）题目：机械装备专用转子定位及测量视觉系统设计

学院

智能制造学院

专业

机器人工程

年级

4年级

学生姓名

指导教师

学号

职称

一、选题的目的和意义

随着现代化工业的快速发展，机械装备在各行各业中的应用越来越广泛，其中转子作为机械装备中的核心部件，其精确定位和测量对于保证机械设备的性能和稳定性具有至关重要的作用。因此，研究一种针对机械装备专用转子的定位及测量视觉系统，对于提高机械设备的智能化、精度和效率具有重要意义。

本选题旨在设计一种基于机器视觉技术的机械装备专用转子定位及测量系统，通过高精度相机和图像处理技术，实现对转子位置和尺寸的高精度测量，同时结合单片机控制技术，实现转子的智能控制和自动化操作。本选题的研究成果将为机械装备制造、维护和检修等领域提供重要的技术支持，对于提高机械设备的性能和可靠性具有积极的推动作用。

二、相关文献综述（1000字左右，与主要参考文献对应）

随着现代化工业的快速发展，机械装备作为各种生产设备的重要组成部分，其性能和稳定性对于整个生产过程的影响日益凸显。而转子作为机械装备中的核心部件，其精确定位和测量对于保证机械设备的性能和稳定性具有至关重要的作用。因此，研究一种针对机械装备专用转子的定位及测量视觉系统，对于提高机械设备的智能化、精度和效率具有重要意义。

国内研究者已经开展了一些针对机械装备专用转子的定位及测量方法的研究。其中，一些研究者采用了接触式测量方法，如电感测微仪、光学显微镜等，这些方法虽然精度较高，但会对转子表面造成损伤，影响其性能和使用寿命。

另一些研究者则采用了非接触式测量方法，如激光测距、机器视觉等。其中，机器视觉技术作为一种非接触式测量方法，具有高精度、高效率和高自动化等优点，已经被广泛应用于工业自动化、智能检测和识别等领域。国内研究者已经开展了一些针对机械装备专用转子的定位及测量视觉系统的研究，但这些研究往往存在一些问题，如测量精度不高、自动化程度不够、操作繁琐等。

综上所述，国内对于机械装备专用转子定位及测量的研究还存在一些问题需要解决。因此，本论文旨在设计一种基于机器视觉技术的机械装备专用转子定位及测量视觉系统，以解决现有技术中的不足之处。

国外研究者也开展了一些针对机械装备专用转子的定位及测量方法的研究。其中，一些研究者采用了接触式测量方法，如电感测微仪、光学显微镜等，这些方法虽然精度较高，但会对转子表面造成损伤，影响其性能和使用寿命。

另一些研究者则采用了非接触式测量方法，如激光测距、机器视觉等。其中，机器视觉技术作为一种非接触式测量方法，具有高精度、高效率和高自动化等优点，已经被广泛应用于工业自动化、智能检测和识别等领域。国外研究者已经开展了一些针对机械装备专用转子的定位及测量视觉系统的研究，这些研究往往采用先进的机器视觉技术和图像处理算法，具有较高的测量精度和自动化程度。

综上所述，国外对于机械装备专用转子定位及测量的研究已经取得了一定的进展，但仍然存在一些问题需要解决。因此，本论文旨在设计一种基于机器视觉技术的机械装备专用转子定位及测量视觉系统，以解决现有技术中的不足之处。同时，本论文将结合单片机控制技术，实现转子的智能控制和自动化操作，提高机械设备的性能和可靠性。

三、研究内容

本文针对机械装备专用转子的定位和测量问题，提出一种基于机器视觉的解决方案。首先，介绍机械装备专用转子的结构和特点，阐述视觉系统在转子定位和测量中的重要性。然后，详细介绍一种基于机器视觉的转子定位和测量系统的设计方案，包括硬件组成、图像处理算法和软件实现等方面。

机械装备专用转子定位及测量视觉系统的设计的主要研究内容包括：机械设计，控制系统硬件设计和上位界面软件设计等。故需对本设计实施方案在控制器、控制工艺、驱动设备、上位监控软件及网络通信方式选择进行详细分析。

论文提纲如下：

第1章 引言

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

第2章 总体方案的确定

2.1方案拟定

2.1.1机械结构

2.1. 2控制工艺要求

2.1. 3总体方案

2.2 设计参数

第3章 机械装备专用转子定位及测量视觉系统机械系统设计

3.1 X-Y数控工作台总体方案的确定

3.2 机械传动部件的计算与选型

3.2.1滚动导轨副的计算、选择

3.2.2滚珠丝杠计算、选择

3.2.3齿轮计算、设计

3.3 工作台控制系统的设计

3.3.1 系统运动方式的确定

3.3.2 伺服系统的选择

3.3.3 计算机系统的选择

3.3.4 X—Y工作台的传动方式

3.4 步进电动机驱动电源的选用

3.4.1步进电机惯性负载的计算

3.4.2步进电机的选用

第4章 机械装备专用转子定位及测量视觉系统视觉检测系统设计

4.1 手动升降杆Z轴设计

4.2 工业相机选用

4.3 视觉软件语句编写

4.3.1 程序结构

4.3.2 主程序分析

4. 3.3 急停子程序

4. 3.4 复位子程序

4. 3.5 手动子程序

4. 3.6 自动子程序

4.3. 7 报警子程序

第5章 三维建模数据

5. 1  新建项目

5.1.1 添加新的驱动程序

5.1.2 建立新驱动程序的链接

5. 3  建立变量

5. 4  初始画面

5. 5  运行画面

5. 6  报警画面

5. 7  参数画面

5.8  视觉测量测试

第6章 结   论

四、研究方法、步骤及措施等

研究方法：

文献综述：通过对国内外相关文献的收集和分析，了解机械装备专用转子定位及测量的研究现状和发展趋势，为研究提供理论依据和参考。

理论分析：通过对机器视觉技术、单片机控制技术的理论分析，研究适合机械装备专用转子定位及测量的方法和算法。

实验验证：通过实验验证，测试本选题所设计的机械装备专用转子定位及测量视觉系统的性能和可靠性，为研究提供实践依据和参考。

步骤：

设计机械装备专用转子定位及测量视觉系统的总体方案，包括硬件系统和软件系统。

选择和标定高精度相机，确定图像处理算法和单片机控制程序。

搭建实验平台，进行实验验证，测试系统的性能和可靠性。

对实验结果进行分析和总结，得出结论。

措施：

采用先进的机器视觉技术和图像处理算法，提高测量精度和自动化程度。

结合单片机控制技术，实现转子的智能控制和自动化操作，提高机械设备的性能和可靠性。

搭建实验平台，进行实验验证，确保系统的性能和可靠性。

对实验结果进行分析和总结，得出结论，为进一步的研究提供参考。

五、进度安排

序号 起止日期 工作内容

1 2023.11.20——2023.12.3 查阅资料，调查研究，拟定毕设研究内容和实现的功能，论文写作大纲，撰写开题报告。教师召集学生面谈，进行论文开题指导，讲解开题报告写作注意事项；学生查阅文献，总结提炼论文写作大纲，教师修改论文大纲，完善论文结构，完成开题报告

2 2023.12.4——2024.3.11 独立设计，修改设计和修改论文，中期检查。在这阶段指导老师与学生要经常交流，老师指导，学生根据老师的要求完善系统和修改论文

3 2024.3.5——2024.3.11 中期检查

4 2024.3. 5——2024.4.5 设计、论文完成和定稿。按照学校论文格式要求调整论文格式和排版，形成定稿

5 2024.4.6——2024.4.9 设计和论文验收与评审。学生对论文查重并提交符合学校要求的查重报告，重复率控制在30%以内。指导老师和评阅老师对论文进行评审，形成评审意见和成绩

6 2024.4.10——2024.4.30 毕业论文（设计）答辩。学生准备所有毕设资料，制作汇报PPT，按照学院统一时间要求参加毕设（论文）答辩

7 2024.5.1——2024.5.30 论文档案材料整理存档

六、主要参考文献

[1] 唐静莹,熊瑞平,孙飞,等.基于机器视觉的异形转子铜排截面积图像测量系统设计[J].仪表技术与传感器, 2017(5):5.DOI:10.3969/j.issn.1002-1841.2017.05.019.

[2] 周剑琦.水下失重模拟机械臂设计及其视觉定位技术研究[D].哈尔滨工程大学,2019.

[3] 王芳荣.基于机器人视觉物体三维重构及尺寸测量技术研究[D].吉林大学,2007.DOI:CNKI:CDMD:1.2007.095729.

[4] 刘涛,宗哲英,张宾.一种混联喷雾机械臂视觉定位系统设计[J].农机化研究, 2014, 36(4):5.DOI:10.3969/j.issn.1003-188X.2014.04.017.

[5] 张存继.基于视觉的大尺寸机械零件全自动测量系统的研制[D].东南大学,2014.DOI:10.7666/d.Y2706298.

[6] 粟序明,方成刚,洪荣晶,等.基于机器视觉的轴类零件定位与测量系统[J].机械设计与制造, 2020(7):5.

[7] 张爱云,王吉华,高崴,et al.基于机器视觉的VVT发动机转子缺陷检测系统设计[J].工程设计学报, 2021, 28(6):9.DOI:10.3785/j.issn.1006-754X.2021.00.092.

[8] 徐顺士,毛积军.用于定子转子热套装置中视觉角度定位机构及其工作方法:CN202011614736.X[P].CN112875275A[2023-11-08].

[9] 江秀敏.带视觉系统的定位装配装置.2019[2023-11-08].

[10] 王皓,王稼祥,陈根良,等.基于视觉测量和力觉反馈的低压涡轮转子自动化装配设备:202310657739[P][2023-11-08].

[11] 张鹏.基于双目立体视觉的转子台振动测试研究[D].合肥工业大学,2016.

[12] 李立秋,王大坤,张彤,等.一种抽水蓄能电站发电电动机转子在线检测系统设计[C]//抽水蓄能电站工程建设文集2019.2019.

[13] 李立秋,王大坤,张彤,等.一种抽水蓄能电站发电电动机转子在线检测系统设计[C]//中国水力发电工程学会电网调峰与抽水蓄能专业委员会2019年学术交流年会.0[2023-11-08].

[14] 廖娟,罗锡文,陈法明,等.基于LabVIEW的机器视觉图像定位系统设计[C]//2012中国农业机械学会国际学术年会.0[2023-11-08].

[15] 李富权,李涛,马创堂,等.基于单目结构光的手型,脚型三维轮廓测量系统设计[J].装备制造技术, 2023.

[16]  Moeller E .Development of a container for pumps, measuring equipment and motorgenerators in connection with a bioconversion energy system. Udvikling af biogas teknikcontainer for pumper, maalere og motorgeneratoranlaeg[J].[2023-11-08].

[17] Ya,S,UretskiiZ,et al.Design and optimization of an equipment complex for compression of measuring data in cable television networks[J].Measurement Techniques, 1994.DOI:10.1007/BF00980437.

[18]  Haga O , Mortensen L .The design and construction of a system for measuring, logging and controlling COconcentration in eight growth chambers is described.[C]//International Conference on Computer Engineering & Technology.IEEE, 2010.DOI:10.1109/ICCET.2010.5485888.

[19]  Bo-Wei L I , Ming H , Zeng-Xin J .Design and Implementation of a Vision-based Control System for Vehicle Model[J].Sensor World, 2019.