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自动排线机的设计与实现（硕士学位论文），共83页。
【摘要】 自动排线机适用于数据线生产制造中的焊接领域，在线料自动剥壳后、自动焊接前对线料提供按其颜色不同进行位置排序的功能，使得数据线生产从剥线到焊接成为一套完整的自动化生产流程。目前，数据线生产焊接流程中，线料的剥壳和线料的焊接都已经实现自动化作业，仅剩下焊接前根据线料颜色进行位置排序过程仍由人工来完成，因此，设计一套能够根据线料颜色不同来对线料按颜色信息不同进行位置排序的自动化设备，对于提高数据线生产焊接的自动化有着非常重要的实际意义。自动排线机系统采用上下位机的结构形式，上位机负责对线料颜色信息的采集和数据处理，下位机执行线料位置排序的具体操作过程。上位机主要通过摄像单元获取线料的图像信息并通过LabVIEW程序对其进行颜色判定和位置信息获取，并通过计算将线料当前顺序到目标顺序所需的操作流程发送给下位机PLC控制模块。下位机模块通过控制电磁铁和气缸的动作推动自动排线机的机械机构进行规范化操作来完成对线料的排序工作。本文首先结合线料排序的基本操作流程给出了自动排线机的机械结构设计方案，并将结构分为排序机构和运输机构两个部分，排序机构负责完成对线料的位置交换，运输机构负责完成线料的上料和卸料功能，两个部分共同构成了自动排线机的机构实体。其次给出了排序机构的PLC控制方法，给出了控制时序和编程方法，介绍了如何利用下位机PLC控制排序机构实现对红、绿、黑、白四种线料的位置排序。最后，文章介绍了排线机的输送机构的控制方法，要求实现对步进电机的精准启停控制，使其对线料运输功能达到整套数据线自动生产流水作业规范要求。本文最后对设计的自动排线机的颜色识别模块、排序机构模块和运输模块进行了单模块测试，试验表明本文所设计的自动排线机的主体模块均能满足对四种线料排序的要求，通过排线机分模块的测试和结果分析验证了本文所设计的自动排线机方案的可行性。
【关键词】 自动排线机； 颜色识别； 虚拟仪器； PLC控制； 步进电机；

目 录
第一章 绪论 1
11 研究背景及现状 1
12 排线机的研究意义 4
13 论文的研究内容与结构安排 5
第二章 自动排线机总体方案设计 7
21 排线机基本介绍 7
211 作用对象介绍 7
212 排线机功能介绍 8
213 排线机模块分解 9
22 排线机颜色识别原理 10
221 颜色的基本概念 10
222 RGB 颜色表示法 10
223 颜色的测量方式 13
224 数字图像处理 13
23 排线机的方案总体设计 14
231 机械结构总体设计 14
232 控制系统总体设计 17
233 颜色识别总体设计 18
24 本章小结 19
第三章 排线机结构设计与优化 20
31 排线机工艺过程设计 20
311 构思工艺过程的方法 20
312 机构排线工艺过程 21
32 排线机排序机构设计 23
321 顶线机构设计 24
322 翻转机构设计 26
323 线料输送机构设计 28
324 限线移位机构的设计 29
33 机构三维模型的建立 30
34 本章小结 32
第四章 排线机颜色与控制系统设计 34
41 线料图像的采集 34
411 图像采集流程设计 35
412 图像采集及存储程序设计 36
42 颜色识别程序设计 36
421 色线位置判定方法 37
422 滤波算法 38
423 颜色识别算法的实现 40
43 控制系统设计和实现 44
431 控制系统主要器件选型 44
432 气动控制平台的搭建 46
44 控制系统的软件设计 47
441 工控机与 PLC 通讯 48
442 执行元件的控制方法 49
45 本章小结 54
第五章 系统调试和试验 56
51 自动排线机系统集成 56
52 系统测试准备与目的 57
53 颜色识别测试与结果分析 57
54 机构动作测试与结果分析 59
55 输送机构测试与结果分析 61
56 系统测试结论 64
57 本章小结 65
第六章 总结与展望 66
61 课题总结 66
62 课题展望 67 IV
致 谢 68
参考文献 69
攻读硕士期间取得的研究成果 72