模腔模具设计论文提纲

论文题目：塑料注射成形生产中模腔异物的机器视觉检测系统的设计与开发

摘要：塑料以其优良性能,已成为与钢铁、木材和水泥并驾齐驱的新型基础材料。注塑机作为塑料最主要的成形装备,在注射成形的合模阶段,若模具型腔内残留未脱落的塑料制品等异物,极易造成模具损坏等安全事故,因而研发注射成形生产中模具型腔异物的检测系统具有重要的意义。本文基于机器视觉技术设计并开发出模具型腔异物的视觉检测嵌入式系统。本文的主要研究内容如下:（1）采用基于整体灰度和局部轮廓信息的图像快速精准匹配算法。首先要将预处理后的图像划分成尺寸相等的多个矩形窗口,然后基于图像整体的灰度信息,计算直方图并通过巴氏距离算法进行相似度比较,初步判断是否存在异物,再通过基于局部轮廓信息的模板匹配算法进行模腔异物的精确检测。模腔异物检测的总耗时小于200ms,保障了视觉检测系统的实时性。（2）建立反色对比、统计判断和阈值自学习等视觉检测方法。对于异常图像和均匀图像,分别采用反色对比算法和基于平均值、标准差的统计判断算法进行处理。采用自学习算法来确定模板阈值,以消除光照强度不稳定和模具抖动等因素对检测精度的影响。提高了视觉检测系统的准确性和适用性,使视觉检测系统能准确识别出1cm~2的异物。（3）综合考虑机器视觉的技术特点和注射生产过程的实际工况以及相应的工艺需求的基础上完成嵌入式模腔异物视觉检测系统的模块化设计与开发。视觉检测系统分为硬件设计和软件设计两部分,硬件部分包括图像摄取模块、运算识别模块、人机交互模块和机器控制模块,软件部分包括图像匹配算法设计和基于QT的人机交互界面设计,其中人机交互界面是基于QT的嵌入式版本QT/Embedded人机交互界面开发软件进行研发的,实现可视化操作。最后对所开发的模腔异物视觉检测系统进行实验测试,实验测试结果表明本文开发的嵌入式视觉检测系统能够满足注射成形实际生产中模具型腔异物检测的实时性和准确性要求。

关键词：注射成形;机器视觉;模腔异物;模板匹配;嵌入式

学科专业：工程硕士（专业学位）

致谢

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 注射成形研究现状

1.2.2 注射成形生产中模腔异物检测研究现状

1.3 课题研究内容和文章组织框架

第2章 模腔异物视觉检测嵌入式系统的设计

2.1 引言

2.2 注射成形过程特点

2.3 检测系统功能需求

2.4 检测系统方案总体设计

2.4.1 检测系统硬件方案设计

2.4.2 检测系统软件方案设计

2.4.3 检测系统图像处理算法设计

2.5 算法实现平台选型

2.6 本章小结

第3章 模腔异物视觉检测的图像预处理

3.1 引言

3.2 基于加权平均的图像灰度化

3.3 基于中值滤波的平滑改进算法

3.4 基于边缘检测的轮廓提取

3.5 本章小结

第4章 模腔异物视觉检测的图像匹配

4.1 引言

4.2 图像区域划分

4.3 基于直方图的图像匹配

4.3.1 异常图像的反色对比

4.3.2 基于灰度统计量的直方图对比

4.3.3 基于灰度值的统计判断

4.4 自学习模板阈值

4.5 基于轮廓特征的模板匹配

4.5.1 基于原图轮廓的模板匹配

4.5.2 基于边缘轮廓的模板匹配

4.6 本章小结

第5章 模腔异物视觉检测嵌入式系统的开发与验证

5.1 引言

5.2 模腔异物视觉检测嵌入式系统硬件配置

5.3 基于QT的模腔异物视觉检测界面设计

5.3.1 基于QT的模腔异物视觉检测界面设计原理

5.3.2 基于QT的模腔异物视觉检测界面设计实现

5.4 实验验证及结果

5.5 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献