菠萝自动削切设备电气控制系统研究_毕业论文.pdf

菠萝自动削切设备电气控制系统的研究主要关注如何提高菠萝加工设备的自动化和智能化水平，减少果肉浪费。本文详细探讨了系统设计的关键技术和实施步骤，主要包括以下几个方面： 1. 图像处理与相机标定：为了准确获取菠萝的轮廓信息，首先采用二维平面靶标法对相机进行标定，通过获取的标定参数校正图像畸变，提高图像的精确度。接着，采用掩码图结合灰度阈值分割方法提取菠萝的前景图像，并运用图像形态学中的开闭运算去除噪声。进一步通过面积对比法提取菠萝边缘轮廓，并用最小二乘法拟合轮廓，最终提取特征信息用于运动控制算法。 2. 运动控制策略：深入分析菠萝削切去皮过程，建立设备切刀和相关机械结构的几何模型，选取特定的菠萝特征半径值和高度值作为输入参数。设计了四段式的旋转削切运动控制方案，确定X轴、Y轴各段运行距离及R轴旋转角度。采用多轴相对插补算法实现三轴协调运动，并通过菠萝偏心方案优化削切算法，以提升加工后的菠萝品质。 3. 系统硬件设计与集成：根据设计方案和技术要求，完成了包括相机及镜头、光源、电机及驱动器、气缸及电磁阀、运动控制卡、接近开关等在内的硬件选型和接口设计。同时，设计了系统的硬件接线方案，进行系统集成与调试，确保整个电气控制系统的稳定运行。 4. 软件开发：利用.NET平台的WinForm框架，结合AForge、OpenCV等开源库以及MATLAB等工具，开发了菠萝自动削切设备电气控制系统的软件。软件主要由图像处理和运动控制两个模块组成，通过动态链接库（DLL）进行数据交换，增强软件的可维护性和扩展性。在上位机创建GUI，实现加工状态的实时监控和可视化操作。 5. 实验验证与性能评估：通过削切实验确定最佳削切深度为10mm，结果表明削切后菠萝果眼数量少于10个，五个特征半径处的削切厚度误差小于3mm，达到了预期的技术指标，证明了设计的有效性和实用性。 关键词：菠萝加工；自动削切；图像处理；运动控制 这篇毕业论文详细阐述了菠萝自动削切设备电气控制系统的研发过程，涵盖了从图像处理、运动控制策略设计到系统硬件集成和软件开发的全过程，为菠萝深加工领域的自动化设备提供了重要的理论基础和技术参考。