摘 要

轴承在汽车工业中占有重要的地位，一个国家的制造水平很大程度体现在轴承的制造水平上。轴承环轧制成形（简称轧环）是一种在轧辊作用下使环件毛坯壁厚减小、直径扩大、界面轮廓成形的局部连续塑性成形技术。目前的环件轧制测量主要由人工完成，效率低下且准确度低，易受环境影响。而非接触式测量如视觉测量等能有效克服这个缺点。本文主要设计一个能够利用工业相机实现视觉测量的系统，具体设计如下：

(1)利用labview软件设计一个界面，实现环件轧制图像的采集功能，包括实时图像与采集的图像。

(2)利用matlab软件对采集的图像进行处理。讨论滤去3种基色对图像的影响，选择合适的滤波方法,并通过graythresh函数选择合适的阈值对图像二值化处理，最后提取边缘，进行测量。

(3)环件在轧制过程中需要实时测量，因此有必要将labview中采集的图片立即用matlab处理。本文选用labview中的matlabcript函数实现图像的实时测量。

关键词：环件轧制;图像处理；labview；matlab；

Abstract

Bearing occupies an important position in the automotive industry, the manufacturing level of a country largely reflected in bearing manufacture level. (hereinafter referred to as the rolling ring bearing ring rolling forming) is a roll under the action of reduce ring blank wall thickness, diameter expanding, interface profile forming local continuous plastic forming technique. The ring rolling measurement mainly done by manual, inefficient and low accuracy, vulnerable to environmental impact. The non-contact measurement can effectively overcome the shortcomings such as visual measurement. In this paper, we design a can be implemented using industrial camera vision measurement system, specific design is as follows:

(1) using the labview software design an interface, to realize the collection of ring rolling image features, including real-time image and image collection.

(2) the collection of image processing using matlab software. Discuss three primary colors to filter the image, the influence of choosing the appropriate filter method, and through the graythresh function to choose the appropriate threshold value of image binarization processing, finally to extract the edge, the measurement.

(3) in the process of rolling ring in need real-time measurement, so it is necessary to labview images collected in matlab to deal with immediately. This article chooses in labview matlabcript function image real-time measurement.

Key words: ring rolling; Image processing; Labview; Matlab;

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2课题研究目的及意义 2

1.3国内外研究现状 2

1.4课题的主要内容和研究方法 3

第二章 图像采集系统的设计 4

1.1图像采集系统的硬件构成 4

1.2基于labview的图像采集及测量系统设计 4

1.2.1labview软件简介 5

1.2.2视觉测量系统的前面板设计 5

1.2.3视觉测量系统的程序框图设计 6

1.3本章小结 7

第三章 轧环图像的处理与测量 9

3.1滤波处理 9

3.2图像处理 10

3.2.1图像去噪声的选择 10

3.2.2二值化的阈值选取 11

3.2.3图像的边界提取与测量 12

3.3图像测量技术 12

3.4本章小结 14

第四章 基于混合编程的实时测量技术 15

4.1实时测量技术的必要性 15

4.2混合编程技术介绍 15

4.2.1labview mathscript与matlab混合编程 15

4.2.2 labview matlabscript与matlab混合编程技术 15

4.2.3基于ActiveX技术的labview与matlab混合编程 16

4.3基于labview matlabscript的混合编程设计 16

4.4本章小结 17

第五章 总结与展望 18

5.1设计总结 18

5.2未来展望 18

参考文献 19

致谢 21

第一章 绪论

1.1课题研究背景

轴承是被大量使用的机械基础零件，运用在汽车、船舶、飞机等工业领域上，起到了支撑、润滑、传递动力等方面作用，一个国家的制造水平很大程度的由轴承制造水平体现，所以，轴承的制造是国家工业的重要部分^[1][1]。

轴承由轴承环、滚动体、保持架等部件组成^[2][2]。轴承环是轴承最重要分组件，它是轴承中尺寸、重量最大的部件，并且它决定了轴承的寿命和性能^[3][2]。我国的轴承生产量十分巨大，但主要集中在中低端产品。要提高轴承的自主开发能力，轴承组件的先进制造技术需要研究与开发。轴承环传统的加工工艺由热锻制坯和切削加工，有加工余量大，材料利用率低，工时长的缺点，并且金属流线被切断，严重损害了轴承产品的组织和性能。轴承环轧制成形（简称轧环）是一种在轧辊作用下使环件毛坯壁厚减小、直径扩大、界面轮廓成形的局部连续塑性成形技术，具有省力、节能、节材、效率高、成本低、产品性能好等显著特点，可分为径向轧制和径轴向轧制两种方式^[4][1]。环件轧制的过程主要是驱动辊进行旋转轧制，芯辊即压力辊带动轧环进行进给运动使环件与驱动辊紧密接触进行轧制，轧制过程中环件的壁厚变小，直径变大，同时导向辊也与环件接触，使环件的形状保持圆整，过程如图1-1所示^[5][3]。轧环是国际高性能轴承环技术发展方向,其成形件具有质量一致、公差小、生产时间短等优点。另外对于零件复杂截面成形，环件轧制技术也能很好的解决。其在实际生产中多采用轧环机如立式轧环机（图1-2）即是中小型环件轧制成形的常用设备）等轧制设备生产。而在环件轧制的过程中，环件的径向，轴向尺寸需要进行实时测量。普通的测量方法在环件轧制过程不适用，利用摄像头与计算机构建的视觉测量系统可十分方便的在轧制过程中进行测量。