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                      孔位圖像識別技術在數控牙刷植毛機中的應用
                      日期:2015-03-31 11:03:52 閱讀量:

                       

                              數控牙刷植毛機的功能是把牙刷毛植入牙刷孔,加工過程主要完成牙刷坯料拾取、植毛頭自動定原位、數控工作臺z,y方向孔位定圓心、分色植毛等一系列動作.牙刷坯料由注塑而成,不同規格的牙刷坯料頭部孔位尺寸、位置等參數不同,植毛過程前需要獲得牙刷坯料孔位置等幾何參數,然后編寫出數控加工程序,送入牙刷植毛機的控制系統.采用人工方式測量牙刷坯料孔位置等參數時,存在測量效率低、孔位參數誤差等問題.本文應用圖像處理技術,對牙刷頭部的孔位進行成像處理,編寫孔位圖像識別軟件,實現該植毛機加工程序的自動編程.

                       

                      1、 牙刷頭部孔位圖像識別過程
                             牙刷頭部孔位圖像識別軟件的基本流程是通過用掃描儀獲得牙刷頭部的二值圖像,然后對該二值圖像進行牙刷頭部外輪廓確定、孔位幾何信息識別和提取,得到各個孔位的中心尺寸,最后生成數控加工程序.
                       
                      1.1牙刷頭部圖像讀入
                       
                      1.2 牙刷頭部圖像定位
                      圖像定位的目的是對掃描獲得的牙刷頭部圖像進行邊緣檢測,識別出圖像的大小,確定工,y坐標的原點位置.圖像邊緣檢測算法采用掃描形式,從圖像的第一行開始掃描,讀取該行的圖像數據,然后應用四鄰域檢測方法探測牙刷頭部圖像的邊界,記錄各邊界在圖像數據中的行數(或列數)舊’3 J,實現牙刷頭部孔位圖像的邊緣定位.定位牙刷頭圖像上邊界的算法流程為:(1)定位上邊的邊界;(2)從每行的左邊界開始掃描;(3)清除孤立點的函數;(4)記錄圖像上部行邊界.
                       
                      1.3 牙刷頭圖像的中值濾波數字圖像在輸入過程中,會產生影響數字圖像質量的噪聲,如圖像中的“毛刺”等就是由噪聲引起的,對圖檬進行中值濾波可消除噪聲的影響

                       

                      1.4 牙刷頭圖像的輪廓提取
                      牙刷頭圖像的輪廓提取包括外輪廓的提取及牙刷孔的輪廓提?。浠具^程是:對圖像中某像素點上下左右4個方向的相鄰像素點進行判斷,若該點的4個相鄰點的灰度值都不為O,說明該點是內部點,將其灰度值置O;若該點的4個相鄰點中有一個點的灰度值為0,則灰度值不變.
                       
                      1.5 牙刷頭部圖像清理
                      圖像輪廓提取后的圖像可能存在失真,如圖5中箭頭所示.掃描過程中,由于用于掃描的牙刷樣品本身的缺陷等原因,會造成牙刷頭部圖像中某些牙刷孔的形狀不完整的現象,需進行圖像清理,以保證圖像孔位參數計算的準確性.本文采用圖像處理中的“筆刷”,利用移動“筆刷”刪去輪廓提取中出現問題的不完整圓弧段、散落點以及不連續點.
                       
                      1.6 牙刷頭部圖像孔位參數的計算
                      牙刷頭部圖像孑L位參數計算的主要步驟為:
                       
                      (1)對圖像中的牙刷孔位進行標記研究中采用遞歸搜索標記法,首先找到一個黑點,然后搜索黑點的八鄰域,若其鄰域存在黑點,則以此為中心再搜索八鄰域,以此類推,將所有的牙刷孑L和牙刷頭外輪廓區分開并依次標上序號.
                       
                      (2)對各牙刷孔進行中心檢測中心檢測算法
                      有重心法、中值法、Hou曲變換法和圓擬合光斑中心檢測法等H].采用圓擬合方法具有計算速度快、可檢測不完整圓弧等優點.
                       
                       
                       
                      2 、牙刷植毛加工的數控數據
                             生成數控加工程序時,需要事先設定加工坐標原點.本研究中,牙刷植毛加工坐標原點的確定方法是:若鼠標點擊落在某個牙刷孔內,則自動選擇該孔的圓心作為加工坐標原點;若鼠標點擊不是落在某一牙刷孔內,就以鼠標點擊所在位置作為加工坐標原點.此外,為了滿足在一個牙刷中不同的孑L植入不同顏色毛的要求,采用顏色處理算法將孔的圖像標記成3種不同顏色的孔‘5。

                       

                      2.1 不同分辨率牙刷頭孔位圖像識別結果
                       
                      2.2 單色與多色植毛加工程序
                             經圖像識別、牙刷孔毛色標記、孔中心計算等過程處理后輸出的多色(三色,最外圈24個孔為第一種顏色)
                       
                             單色和三色植毛程序的差異在于程序中是否具有更換不同料盒的指令,該功能利用標準數控加工程序的M06換刀指令及選擇喲!、,ID2、喲3刀具實現.即如果在程序第00行、24行及32行中將M06Tol、M061D2、及M056喲3指令去除,則上面的程序就轉換成單色植毛加工程序.

                       

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