移液器吸头自动送料机构设计与仿真

针对目前移液器装载机的欠缺，课题组设计了一种新型吸头自动装载系统。采用模块化的设计思想，设计了自动送料机构的3个模块：自动送料模块、输送模块以及装盒模块，实现了吸头的自动整理上料；采用解析法分析了凸轮的运动理论以及吸头的输送过程；采用ADAMS虚拟样机技术对自动送料和输送过程进行了仿真分析。仿真结果表明该吸头自动送料机构能够满足吸头自动装载的应用要求。该装置不但适用于移液器吸头的自动送料，对其他小零件送料也有一定的借鉴意义。     

苹果自动套袋机结构设计

针对目前苹果套袋时存在人工套袋操作不便、效率低等问题，课题组设计了一种苹果自动套袋机。该设计采用了四连杆与曲柄滑块结合的开口机构，以提高开袋效率；采用三合口束口、扎口机构，以对市面一般果袋进行束口和扎口工作；采用基于光电开关的位置检测模块，通过闭环控制来实现各机构动作的流畅衔接。模拟结果表明：该设计不仅具有操作简单、稳定可靠等特点，而且有效提高了中大型果园的套袋效率。该设计能有效满足苹果套袋的要求。     

基于FPGA和单片机的孔径测量系统

针对当前孔径测量系统检测速度不够高和不可灵活定制的不足，课题组提出了基于现场可编程逻辑门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）和单片机的孔径测量系统。课题组设计了孔径测量系统的硬件结构，介绍了该系统的核心模块控制原理；采用电荷耦合元件（charge coupled device，CCD）线阵传感器实现了光电信号的转换，设计了激光信号产生模块、基于FPGA的时序驱动模块、AD转换模块和电源管理模块；利用STM单片机实现算法优化及数据处理与显示；最后，设计了孔径测量系统的软件，并制作了样机。应用结果表明：该系统不仅具有精度高、成本低等特点，且可以模块化设计，易拓展，能有效提高孔径测量系统的检测速度，可根据实际生产需求灵活定制。     

数控锁孔机控制系统设计

为了提高数控锁孔机的加工准确性、稳定性及加工效率，课题组提出了一种基于ARM Cortex M7内核的ARM平台嵌入式控制系统。采用正则表达式的译码方法，设计了人机交互模块；基于7段柔性S形加减速控制算法设计了伺服电机驱动模块；设计了MCU主控模块、接口电路模块和整个系统的电源管理模块，并根据每一模块的功能需求设计了相应的控制软件。经过测试验证表明：该控制系统操作简单，实现了快速和稳定的精确加工，提高了生产效率和加工质量，降低了加工成本。该系统能使数控锁孔机实现自动化生产。     

基于机器人的附塔管线多功能检测系统

针对附塔管线作业存在危险系数高、检修成本高以及检修难度大等问题，课题组提出了一种基于机器人的附塔管线多功能检测系统。设计了基于机器人的管道爬行器，并介绍了爬行机器人的主要功能和原理；检测系统采用高清视频系统和图像处理算法，实现对管道内部宏观全景图像实时二维拼接查看，同时通过串联脉冲涡流检测和电磁超声测厚模块，实现管道截面损失和管道壁厚的自动测量；设计了一体化信号采集和处理系统，实现多功能检测系统的一体化自动化作业。试验测试结果表明该系统不仅测量精度可靠，也满足工程应用的自动作业等要求。该管线多功能检测系统的应用可有效解决附塔管线检测成本高、检测难度大等问题。     

汽车接插件注塑生产在线质量检测系统设计

目前汽车接插件进行质量检测时,人工抽检存在效率低、检测准确度不稳定等缺点,课题组设计了汽车接插件注塑生产在线质量检测系统。基于嵌入式技术,设计了由监测、检测和反馈3大模块构成的检测系统结构及实现方式;采用机器视觉技术,设计了汽车接插件的自动化图像检测模块;采用PLC技术,实现了整个质量检测系统的自动闭环在线运行。测试结果表明该系统具有快速、精准可靠等特点,也可应用于其他注塑产品的在线质量检测与控制。该系统能提高汽车接插件质量检测的效率与稳定性。     

4边封包装机送膜 横切协同控制方法

针对4边封包装机由于送膜轴和切刀轴的运动分离控制导致薄膜进给与切刀旋转不同步而影响了加工质量的问题，课题组基于EtherCAT技术原理搭建控制系统整体框架。设计一种电子凸轮曲线，实现追剪过程中执行机构间的速度与位置匹配；以EtherCAT为通信手段，满足执行机构间响应同步需求；另外对机械零位进行周期性补偿，弥补机械误差引起的加工误差。基于该系统实际加工袋长为200 mm的塑料薄膜，误差小于1 mm，且产品没有出现损坏情况。该控制方法能够满足4边封包装机的加工需求。     

瓦楞纸板定向卸垛机设计

不同朝向堆叠的瓦楞纸板在进行卸垛时，存在人工劳动强度大以及机械无法定向卸垛等问题，课题组设计了一种瓦楞纸板定向卸垛机。提出了基于堆垛特征的卸垛机结构及工作流程；为实现相机采样位置的调整，视觉检测装置中包含了直线滑台和同步带组件；采用丝杠螺母副和直线导轨设计了推纸板装置，实现对瓦楞纸板垛的推挤；采用齿轮齿条机构和直线导轨设计了托纸板装置，实现对瓦楞纸板垛的托起；压纸板装置和吸纸板装置采用气缸驱动，实现对瓦楞纸板垛的按压和吸取。结果表明：该设计能够提升生产效率，减少人力并降低劳动强度。该设备能对以不同朝向堆叠的瓦楞纸板进行定向卸垛，满足了生产需求，为瓦楞纸板的定向卸垛提供了新思路。     

基于视觉的印刷品缺陷检测技术

为满足印刷品缺陷检测的准确度需求,设计了一种基于计算机视觉的分布式检测系统。该系统主要包括图像采集模块、图像处理模块、输入输出模块。研究了图像预处理、特征提取、图像配准、图像匹配和缺陷检测的相关算法。实验数据表明:该系统和采用的图像算法能精确计算缺陷的各项特征参数并判断类型,达到了印刷品缺陷检测的要求。     

高速全自动大桶水检漏装置设计

针对现阶段大桶水回收桶破损后难以被检测出来，导致投诉率高、生产及运输成本增加的难题，笔者设计了高速全自动检漏装置。采用高压真空压力检测，通过压差变化判断桶有无破损并对破损桶进行准确剔除；采用可调机械结构满足对多种桶型的检测；采用浮动接头设计实现稳定定位和精准密封；采用PLC控制踢桶模块剔除不合格桶。实际生产使用表明：产能较之前提高了50%以上，准确率提高了15%。该设计降低了工作人员的劳动强度，提高了生产效率，降低了漏检率。