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基于视觉图像的金属针布柔性冲齿机的研究与实现

刘超  
【摘要】:梳理用金属针布是一种用于纺织梳理机上的关键组件。我国金属针布的生产工艺与精密制造技术与国外相比仍有一定的差距。冲淬卷联合生产线是制造梳理针布齿条的主要设备,它集物理形状加工与金相组织热处理于一体,放料、冲齿、淬火、退火、检测、卷绕等是现代化的生产线通常具有的工序。其中,冲齿和淬火是成型与热处理的两个关键生产工序。金属针布的加工质量主要取决于生产线的设计原理、使用技巧和制造精度。为在现有设备数量下提高针布产量,冲齿段通常采取高速旋转冲切的形式,并且要保证规模上千米长的针布齿形严格统一。本课题的研究目的是利用图像控制器(Charge-coupled Device,CCD)在线检测技术改造传统冲齿机,以提高生产效率,改善产品质量,降低生产成本。传统金属针布冲齿机,针布质量的检测需要停机后人工破坏采样,利用光学放大投影成像原理离线检测针布的齿距、齿高、外形轮廓等是否合格,检测精度低,增加产品断头,导致产品质量下降和生产效率降低。另外,由相同的一台三相异步电机给牵料和冲齿供给动能,两个动作的传动主轴被通过复杂齿轮组合硬连接在一起,当针布型号改变时,需重新调试所有的机械连接参数。所以,复杂的传统金属针布冲齿机的机械结构适应性和灵活性较差。本文研究一种工控机(Industrial Personal Computer,IPC)与可编程控制器(Program m-able Logic Controller,PLC)作上位机和下位机主控制系统,CCD执行在线检测任务,双轴、高精度伺服传动系统分别独立驱动冲齿与牵料的新型双轴独立数控金属针布柔性冲齿机。给出系统在线检测、冲齿调整的工作原理,电气系统设计及软件编程方法。新型冲齿-牵料独立式双轴驱动机构根本上改进了传统的机械耦合连接方式,实现机械的解耦。采用计算机数字控制和高精度伺服传动系统,实现加工的柔性调整。通过CCD在线检测技术、上下位机软件编程和参数设置,实现两轴同步驱动和工艺参数的在线、实时调整及非接触的测量分析和柔性化加工。


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