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东华大学
硕 士 学位论文
用于钢丝圈检测系统的机械装置及其控制系统设计
专业名称：机械工程
作者姓名：朱庆云
指导教师：马晓建；缪小方
学校代码：10255
学号：2140709
用于钢丝圈检测系统的机械装置及其控制系统设计
THE DESIGN OF MECHANICAL DEVICE & CONTROL
SYSTEM FOR TRAVELER DETECTING
作者姓名： 朱庆云
专业名称： 机械工程
导师姓名： 马晓建 缪小方
答辩日期：2016 年 5 月 25 日
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日期： 年 月 日
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学位论文作者签名： 指导教师签名：
日期：年月日 日期：年月日
东华大学硕士学位论文 摘要
用于钢丝圈检测系统的机械装置及其控制系统设计
摘要
当前国内主要钢丝圈生产商对钢丝圈的检测还是采用传统的人工投影检测
法为主，检测效率低，数据不可追溯。近年来，研究人员将机器视觉检测技术应
用于钢丝圈的检测，但只完成了部分几何尺寸的检测，且自动化水平仍然较低。
本文的重点为钢丝圈全自动检测方案及装置的研究与设计，旨在提高钢丝圈检测
领域的自动化水平及检测效率，为钢丝圈全自动检测提供可操作性的工程解决方
案。具体工作与成果如下：
在对国内主要纺纱钢丝圈生厂商调研的基础上，结合钢丝圈行业检测标准，
确定了适合自动检测的钢丝圈主要几何尺寸参数，针对视觉检测技术的工艺特
点，制定了钢丝圈自动检测系统的总体方案。
基于模块化的设计思想，设计了可拆卸式的摆正模块，可根据钢丝圈的种类
和规格选择不同的摆正模块并快速地装配到振动盘本体，实现了一个振动盘完成
多种类多规格钢丝圈分离摆正的目标。研究了钢丝圈的自动给料、送料及分拣方
案，对相应的执行机构进行了详细设计，并使用 UG 建立了机械系统三维模型，
对主要零部件进行了加工。
在基于 Ansoft Maxwell 的钢丝圈磁力仿真的基础上，提出了基于磁力的非接
触式钢丝圈翻转方案，并设计相应装置进行了实验验证，解决了钢丝圈 90 度翻
转难题。该方法与机械手等接触式翻转方案相比，有效地降低了机构设计的复杂
度，缩短了开发周期，开发成本大为降低。
在对视觉检测技术研究的基础上，组建了一套视觉检测系统，在 LabVIEW
平台上编写了符合行业检测标准和生产商检测****惯的钢丝圈平面度及对称度误
差检