根据废旧贫液电池的智能化拆解工艺要求,需要将贫液电池整理为稳定待切割状态,为实现该目标,设计了一种基于机器视觉的整理上线装置。该装置首先通过视觉相机采集到贫液电池的图像,然后运用Sobel算子对图像进行卷积运算得到梯度图,采取梯度投影法求出边缘位置并结合最小外接矩形、霍夫变换结合滤除算法对预处理后的图像分别实现尺寸测量和极柱面识别,进而完成对贫液电池状态的判断,最后利用三向旋转部件将贫液电池调整为稳定待切状态。经实验验证,平均每次视觉检测的时间在1s内,尺寸检测误差值在1mm内,满足该设计在时间和精确性上的要求,有效减轻了人工劳动强度、提高贫液电池回收效率。

为实现大轴激光清洗效果的视觉检测判断,以大轴表面漆层为研究对象提出了一种清洗效果的判定方法,并对其可行性进行了实验分析。根据激光清洗工艺设计了自动清洗装置,使用工业相机采集漆层表面图像,通过中值滤波和直方图均衡对图像进行预处理,采用阈值图像分割法对图像进行特征提取,并设计了特征判断函数来完成对清洗效果的最终识别。实验结果表明,单次检测时间最大量级在0.1s,在高精度检测要求下,检测合格率能达到98%,符合大轴激光清洗检测在时间和准确性上的要求。

国内废旧铅酸电池回收效率较低,仍停留在人工分拣与回收处理阶段。为此,提出一种基于机器视觉的智能拆解方法。通过工业相机采集铅酸电池图像后,通过去噪、二值化、连通域提取、边缘检测与作边缘最小外接矩形完成尺寸检测,通过HSV色彩分割、Blob连通域检测完成槽数检测,依据所得的相关检测信息控制切割机对废旧铅酸电池进行切割与回收,实现了高速、高精度检测,提高了电池的回收率及回收效率,减少了对环境造成的污染。

针对工业机器人拖动示教技术可拓展性差及市场应用推广难等问题,基于双目视觉研究机器人虚拟拖动示教技术,降低机器人拖动示教成本。根据机器人末端姿态获取要求,设计基于双目视觉的末端姿态获取实验平台,并研究末端姿态获取方法。通过坐标变换技术研究机器人虚拟样机和末端执行器虚拟样机融合方法,实现ADAMS环境中机器人虚拟拖动示教模型的构建。以末端姿态数据设计虚拟模型驱动函数,研究机器人关节角度序列获取方法,实现机器人虚拟拖动示

以大轴端面锈蚀为清洗目标,采用模块化设计方法,利用Visual Studio 2017开发环境下的MFC框架开发基于视觉的激光清洗软件系统,设计图像综合、程序管理、清洗工艺管理和报警监测四大功能模块。利用该软件系统进行相关测试,结果表明:该软件系统各模块运行稳定,管理便捷,可视化程度高,能够满足大轴端面锈蚀的激光清洗功能需求。

在襄阳某厂的石煤提钒制球工艺过程中,污染情况比较严重,对现场操作工人的身体健康造成极大危害,现根据生产设备和工艺要求,结合在工业自动化监控系统中广泛使用的PLC技术,通过PLC“采集数据,分析数据,处理数据”的运行流程来控制设备的运行及参数;利用PLC编程软件SIEMATICSTEP7模块化编程,并使用梯形图或语句表编写程序,选用SiemensMM440型变频器,对电机进行调速,利用VisualC++编写监控界面,对设备运行状态实时监控,同时运用计算机控制、网络通信、总线传输等技术,实现石煤提钒制球过程的自动化、智能化,进而达到提高生产效益并降低生产成本的目的,而且也可将此系统框架应用于类似的监控场合。

为提高圆盘造球机的工作性能,提出一种对盘体进行轻量化优化思路。利用ANSYS Workbench对造球机的盘体进行静刚度和强度校核,通过灵敏度分析得到影响其质量和最大等效应力的关键参数,借助二次响应面法对盘体进行轻量化优化设计,并建立考虑质量和最大等效应力的可靠性计算模型,运用六西格玛设计准则得到其质量和最大等效应力的概率分布,得出优化前后盘体的可靠度。对优化前后的盘体结构进行比较,其结果表明：在最大等效应力降低10.88%,薄弱方向部位静刚度提升10.56%的同时,其质量下降16.35%,这既达到了轻量化的目的,又提升了其静刚度和强度,并且其可靠度提高了7%,使造球机的性能得到了改善,为其优化设计提供了理论依据和参考。

借助谐响应分析辨识出柔性石墨纸轧机动刚度的薄弱环节,并利用灵敏度分析方法建立该环节的优化数学模型,进而实现对整机动刚度的提升。通过对各部件刚度提升前后的柔性石墨纸轧机进行模态分析,并对比各部件对整机固有频率的影响,辨识出薄弱部位为底座,故以底座为优化对象;将牌坊Y向共振频率对底座尺寸的灵敏度曲线拟合得出优化目标函数,以Y向共振频率为优化目标,质量为约束条件建立优化方程并求解;对比优化前后整机的动刚度,得出：在质量不增加的情况下,整机薄弱频率提升了24.1%,Y向振幅降低了15.9%。为提高优化效率提供了理论依据和参考。

为提高圆盘造球机的动态性能,提出一种优化思路并对其盘体进行多目标优化设计。利用ANSYS Workbench对造球机的悬臂转子系统进行模态分析与谐响应分析,表明盘体为影响转子系统动态性能的关键结构。以盘体结构为优化目标,利用灵敏度分析确定设计变量,通过Response Surface Optimization得到5组候选设计点,借助基于熵权的模糊物元法得到最优设计方案。对优化前后的转子系统进行比较,其结果表明：悬臂转子系统的动态性能得到有效改善,盘体质量减轻了15.55%,转子系统前六阶固有频率均得到提高,且转子系统在x方向上的最大共振峰值下降了61.7%,y方向下降了49.4%,z方向下降了54.0%,为提高系统动态特性提供了理论依据和参考。

为提高废旧铅酸蓄电池回收效率和金属回收质量,提出采用自动化手段分类废旧铅酸蓄电池。针对该识别分类问题,首先将主成分分析法、线性判别分析法应用于废旧铅酸蓄电池的X射线图像的特征提取。通过支持向量机对提取的训练集图像特征向量进行训练,分别对测试集的图像数据进行分类实验,并对比了不同数量的训练集和不同特征空间维度下各种方法的识别率。实验结果表明,主成分分析法、线性判别分析法可用于废旧铅酸蓄电池X射线图像的识别,并且随着训练集与测试集样本量的增加,二次线性判别分析法表现出较为稳定的识别率。