基于直线电机机器视觉高速定位系统

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1、华中科技大学硕士学位论文基于直线电机的机器视觉高速定位系统姓名：刘晓庆申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：艾武2011-01-18华中科技大学硕士学位论文摘要工业生产中在电子制造装备、高速高精度机床行业等领域，定位系统作为重要的组成部分之一，对生产的效率、质量和精度等方面有着重要的影响。传统的定位系统驱动技术多采用旋转电机和滚珠丝杆副或者气、液等伺服驱动技术。直线电机驱动技术，真正实现了“零传动”，不仅提高了响应速度和生产效率，而且也提高了定位的精度，具有高效率、高精度的特点。机器视觉技术是一种复杂的检测技术，在定位系统中

2、利用CCD(Charge-coupledDevice)摄像机采集目标物体的图像，工控机进行数字图像处理和定位，这样更加有效的提高了定位系统的精度。因此融合直线电机驱动技术和机器视觉技术的定位系统是一种较好的方案。本文提出了一种新型的直线电机直驱式X-Y微动平台，融合了机器视觉系统，设计了一种基于直线电机的机器视觉高速定位系统。本文首先对定位系统的国内外的发展状况做了综述，对基于直线电机的机器视觉高速定位系统进行了总体设计。其次，在对直线电机机构和原理进行详细分析的基础上对直线电机进行了数学建模，并分析定位系统的结构与组成，对直线电机

3、机器视觉定位系统建立了相关的数学模型。同时进行了定位系统运动结构的设计、定位系统控制系统软硬件的设计。根据直线电机和定位系统的数学模型，采用了数字PID控制策略。最后，搭建了基于直线电机的机器视觉高速定位系统的仿真和实验平台，对定位系统做了一系列的仿真和实验，根据实验得到的数据进行实验结果分析。实验结果表明了基于直线电机的机器视觉高速定位系统的可行性。关键词：直线电机机器视觉定位系统数字PID控制图像处理I华中科技大学硕士学位论文AbstractAsanimportantcomponent,positioningsystemsare

4、widelyusedintheelectronicsmanufacturingequipment,high-speedhigh-precisionmachinetoolindustryandotherfields,whichhassignificantimplicationsontheefficiency,qualityandprecisionofproduction.Mostofthetraditionalpositionsystemsuserotatingmotor+ballscrew,gasorliquidservosyste

5、m.Whilelinearmotordrivetechnologymakea“zerotransmission”cometrue.Linearmotordrivetechnologyhashighefficiencyandhighprecisioncharacteristics,whichnotonlyimprovetheresponsivenessandefficiency,butalsoimprovesthepositioningaccuracy.Machinevisiontechnologyisacomplexdetectio

6、ntechnology.Inmachinevisionsystem,CCD(Charge-coupledDevice)camerasareusetoacquireimages,IPC(IndustrialPersonalComputer)processesimages.Theintroductionoflinearmotorandmachinevisionintegrationmakespositioningsystemsmoreaccurate.ThispaperpresentsanewX-YMicro-platformdrove

7、bytwolinermotor,designsamachinevisionhigh-speedpositioningsystembasedonlinearmotor.First,positioningsystems’developmentofdomesticandinternationalisreviewed,anoveralldesignofamachinevisionhigh-speedpositioningsystembasedonlinearmotorisintroduced.Then,structureandprincip

8、leoflinearmotorandpositioningsystemaredescribed.Basedonthestructureandprinciple,mathematicalmodelsoflinearmotorandpos