西門子802c數(shù)控機(jī)床調(diào)試和故障分析及小型圖形處理軟件設(shè)計(jì)

臺州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)課題名稱西門子802C數(shù)控機(jī)床調(diào)試和故障分析專業(yè)名稱：數(shù)控技術(shù)應(yīng)用與維護(hù)班級：數(shù)修學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：日期：目錄第一部分：概述………………………31.1數(shù)控機(jī)床的簡述…………………31.2西門子802C數(shù)控機(jī)床的簡述…………………5第二部分調(diào)試……………………..62.1系統(tǒng)介紹……………62.2與系統(tǒng)重要的一些相關(guān)接口……………………62..3機(jī)床一些參數(shù)的設(shè)置……………72.4進(jìn)給軸的動態(tài)特性調(diào)試…………82.5主軸參數(shù)調(diào)試………………………92.6參考點(diǎn)的調(diào)試………………………10第三部分故障分析……………………123.1關(guān)于回轉(zhuǎn)刀架的故障問題和分析:……………123.2換刀過程…………123.3實(shí)際舉例問題（一）……………………123.4實(shí)際舉例問題（二）………………143.5主軸部分故障………………………143.6進(jìn)給軸部分故障……………………15結(jié)束語……………………16參考文獻(xiàn)…………………17

第一部分：概述1.1數(shù)控機(jī)床的簡述數(shù)控機(jī)床的簡介：數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機(jī)床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動作并加工零件。數(shù)控機(jī)床的控制單元、數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)：1.加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；2.可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；3.加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；4.機(jī)床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的3~5倍）；5.機(jī)床自動化程度高，可以減輕勞動強(qiáng)度；6.對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個部分組成：主機(jī):他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。數(shù)控裝置:是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。驅(qū)動裝置:他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動。當(dāng)幾個進(jìn)給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。輔助裝置:指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲等。數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系有機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系，其中工件坐標(biāo)系又稱為編程坐標(biāo)系。1.機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系XYZ是生產(chǎn)廠家在機(jī)床上設(shè)定的坐標(biāo)系，其原點(diǎn)是機(jī)床上的一個固定點(diǎn)，作為數(shù)控機(jī)床運(yùn)動部件的運(yùn)動參考點(diǎn)，在一般數(shù)控車床中，原點(diǎn)為卡盤端面與主軸軸線的交點(diǎn)；在一般數(shù)控立銑床中，原點(diǎn)為運(yùn)動部件在X、Y、Z三根坐標(biāo)軸反方向運(yùn)動的極限位置的交點(diǎn)，即在此狀態(tài)下的工作臺左前角上。2.工件坐標(biāo)系設(shè)定工件坐標(biāo)系XpYpZp目的是為了編程方便。設(shè)置工件坐標(biāo)系原點(diǎn)的原則盡可能選擇在工件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)上，工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向與機(jī)床坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸方向保持一致。在數(shù)控車床中，如圖2所示，原點(diǎn)Op點(diǎn)一般設(shè)定在工件的右端面與主軸軸線的交點(diǎn)上。在數(shù)控銑床中，如圖3所示，Z軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在工件的上表面，對于非對稱工件，X、Y軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在工件的左前角上；對于對稱工件，X、Y軸的原點(diǎn)一般設(shè)定在工件對稱軸的交點(diǎn)上。常用的數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)主要是西門子三菱發(fā)那克三種。1.2西門子802C數(shù)控機(jī)床的簡述西門子802C的簡介：SINUMERIK802Cbaseline是專門為中國數(shù)控機(jī)床市場而開發(fā)的經(jīng)濟(jì)型CNC控制系統(tǒng)，性能價格比非常高。結(jié)構(gòu)緊湊，高度集成于一體的數(shù)控單元，操作面板，機(jī)床操作面板和輸入輸出單元機(jī)床調(diào)試配置數(shù)據(jù)少，系統(tǒng)與機(jī)床匹配更快速、更容易簡單而友好的編程界面，保證了生產(chǎn)的快速進(jìn)行，優(yōu)化了機(jī)床的使用SINUMERIK802Cbaseline集成了所有的CNC，PLC，HMI，I／O于一身可獨(dú)立于其他部件進(jìn)行安裝。堅(jiān)固而又節(jié)省空間的設(shè)計(jì)，使它可以安裝到最方便用戶的位置。

操作面板提供了所有的數(shù)控操作，編程和機(jī)床控制動作的按鍵以及8英寸LCD顯示器，同時還提供12個帶有LED的用戶自定義鍵。工作方式選擇（6種），進(jìn)給速度修調(diào)，主軸速度修調(diào)，數(shù)控啟動與數(shù)控停止，系統(tǒng)復(fù)位均采用按鍵形式進(jìn)行操作SINUMERIK802Cbaseline的輸入／輸出點(diǎn)為48個24V的直流輸入和16個24V的直流輸出。輸出同時工作系數(shù)為0.5時負(fù)載能力可達(dá)0.5A。為了方便安裝，輸入輸出采用可移動的螺絲夾緊端子，該端子可用普通的螺絲刀來緊固SINUMERIK802Cbaseline可控制三個進(jìn)給軸。SINUMERIK802Cbaseline提供傳統(tǒng)的±10V的伺服驅(qū)動接口除三個進(jìn)給軸外，SINUMERIK802Cbaseline都提供一個±10V的接口用于連接主軸驅(qū)動。

SINUMERIK802Cbaseline基本配置的驅(qū)動系統(tǒng)為SIMODRIVEbaseline，3Nm／6Nm和6Nm／8Nm雙軸模塊與11Nm單軸模塊，驅(qū)動帶單極對旋轉(zhuǎn)變壓器的1FK7伺服電機(jī)，當(dāng)需要進(jìn)行功率擴(kuò)展應(yīng)用時，可以選用SIMODRIVE611U伺服驅(qū)動系統(tǒng)和帶單極對旋轉(zhuǎn)變壓器的1FK7伺服電機(jī)。

SINUMERIK802Cbaseline控制軟件已經(jīng)存儲在數(shù)控部分的Flash-EPROM（閃存）上，Toolbox軟件工具（調(diào)整所用的軟件工具）包含在標(biāo)準(zhǔn)的供貨范圍內(nèi)。系統(tǒng)不再需要電池，免維護(hù)設(shè)計(jì)。采用電容防止掉電引起的數(shù)據(jù)丟失。程序的變化和新程序軟件存儲。在每一個工具盒中都包含有車床的PLC程序示例，以便用戶能很快地調(diào)試完畢。第二部分：調(diào)試2.1系統(tǒng)介紹西門子802CbaseLine是在西門子802C基礎(chǔ)上新開發(fā)的一種經(jīng)濟(jì)型系統(tǒng)。它可以控制2或3個步進(jìn)電機(jī)軸和一個伺服主軸或變頻器，連接步進(jìn)驅(qū)動STEPDRIVEC。步進(jìn)電機(jī)信號為脈沖信號、方向信號和使能信號。電機(jī)每轉(zhuǎn)給出1000個脈沖。西門子802CbaseLine系統(tǒng)組成:CNC控制器:集成式、緊湊式CNC控制器，配置液晶顯示器、全功能操作鍵盤、機(jī)床操作界面；驅(qū)動器和電機(jī):伺服進(jìn)給驅(qū)動SIMODRVIE611U或者SIMODRIVEbaseLine帶1FK7系列伺服電機(jī)。電纜:連接CNC控制器到步進(jìn)驅(qū)動器的電纜為速度給定值電纜和位置反饋值電纜；連接驅(qū)動器到電機(jī)的電纜為編碼器電纜和電機(jī)動力電纜。2.2與系統(tǒng)重要相關(guān)的一些接口例如通訊接口RS232-X2,這個接口是通過PC/PG與西門子802C系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)通訊的。編碼器的接口X3~X6，編碼器接口的引腳分配圖X3X4X5X6；引腳信號說明引腳信號說明1n．c．9M電壓輸出2n．c10Z輸入信號3n．c11Z_N輸入信號4P5EST電壓輸出12B_N輸入信號5n．c13B輸入信號6P5EST電壓輸出14A_N輸入信號7M電壓輸出15A輸入信號8n．c16在西門子802C系統(tǒng)中有48個數(shù)字輸入端子和16個數(shù)字輸出接線端子。數(shù)字輸入/輸出接口X100~X105,X200和X201現(xiàn)在我以西門子802C數(shù)控車床作為說明例子：輸入信號說明X100I0.0硬限位X+I0.1硬限位Z+I0.2X參考點(diǎn)開關(guān)I0.3Z參考點(diǎn)開關(guān)I0.4硬限位X—1）I0.5應(yīng)限位Z—1）I0.6過載（611饋入模塊的T52）I0.7急停按鈕X101I1.0刀架信號T1I1.1刀架信號T2I1.2刀架信號T3I1.3刀架信號T4I1.4刀架信號T5I1.5刀架信號T6I1.6超程釋放信號（用于超程鏈）I1.7就緒信號（611U饋入模塊的T72）說明：實(shí)列中X102和X105還沒有確切的定義。輸出信號說明X200Q0.0主軸正轉(zhuǎn)CWQ0.1主軸反轉(zhuǎn)CCWQ0.2冷卻控制輸出Q0.3潤滑輸出Q0.4刀架正傳CWQ0.5刀架反轉(zhuǎn)CCWQ0.6卡盤卡緊Q0.7卡盤放松X201Q1.0無定義Q1.1無定義Q1.2無定義Q1.3電機(jī)抱閘釋放Q1.4主軸制動Q1.5饋入模塊端子T48Q1.6饋入模塊端子T63Q1.7饋入模塊端子T642.3機(jī)床一些參數(shù)的設(shè)定機(jī)床類型：MD14510（16）—0表示車床定義輸入輸出：MD14512（0）~(4)—DI16的輸入使能和輸入邏輯；MD14512(4)~(7)—DO16的輸出使能和輸出邏輯；定義點(diǎn)動鍵：MD14510(26)—X+鍵MD14510(27)—X—鍵MD14510（28）—Y+鍵（在MD14510(16)=1時）MD14510（29）—Y–鍵（在MD14510（16）=1時）定義使用功能：MD14512(11)Bit7=1車床刀架有效Bit3=1主軸控制有效有效Bit2=1卡緊放松控制Bit1=1自動潤滑有效Bit0=1冷卻控制有效注：（要使設(shè)定的參數(shù)生效，必須在設(shè)定參數(shù)后先關(guān)機(jī)然后再上電。）2.4進(jìn)給軸的動態(tài)特性調(diào)試在西門子802C系統(tǒng)中，進(jìn)給軸的動態(tài)特性是可以調(diào)試的。802C是通過SimoComU進(jìn)行的。對于伺服系統(tǒng)，首先要對速度環(huán)的動態(tài)特性進(jìn)行調(diào)試，然后才能對位置環(huán)進(jìn)行調(diào)試。速度環(huán)動態(tài)特性優(yōu)化通過SimoComU進(jìn)行。步驟如下：1）將NC軸參數(shù)MD30220設(shè)置為“0”（優(yōu)化后設(shè)置為“1”）,使優(yōu)化時的NC給定電纜中的伺服使能信號65和9不會斷開；2）如果需要組合鍵對電機(jī)抱閘進(jìn)行控制，需設(shè)定NC同用參數(shù)MD14512（18）的位為2（bit）“1”（優(yōu)化完畢后恢復(fù)“0”）；3）驅(qū)動器使能（電源模塊端子T48、T63和T64與T9接通）；并將坐標(biāo)移動到適中的位置（因?yàn)閮?yōu)化時電機(jī)要旋轉(zhuǎn)約兩圈）；優(yōu)化時驅(qū)動器的速度給定由PC機(jī)以數(shù)字量給出；4）然后進(jìn)入工具軟件SimoComU；選擇聯(lián)機(jī)方式，在選擇PC機(jī)控制鍵選“OK”;5)在西門子802C通過機(jī)床控制區(qū)域組合鍵釋放電機(jī)抱閘；6）進(jìn)入控制目錄（Controller），在界面上出現(xiàn)“ThePCnowhasmastercontrolConbnuewith”后選擇畫面下的“Noneofthese”，7）選擇運(yùn)行自動速度控制器優(yōu)化“Executeautomaticspeedcontrollersetting”，8）在進(jìn)入速度優(yōu)化后，選擇“Executesteps1—4”自動執(zhí)行：機(jī)械特性一（電機(jī)正傳，抱閘應(yīng)釋放）；機(jī)械特性二（電機(jī)反轉(zhuǎn)，抱閘應(yīng)釋放）；電流環(huán)的測試（電機(jī)靜止，垂直軸電機(jī)的抱閘應(yīng)夾緊）；參數(shù)的優(yōu)化計(jì)算；9）在運(yùn)行完第二步時，SimoComU出現(xiàn)提示：“電流環(huán)優(yōu)化，垂直軸的電機(jī)抱閘一定要夾緊，以防止坐標(biāo)下滑”；10）通過MCP組合鍵使抱閘夾緊；11）顯示優(yōu)化前后的參數(shù)的比較，入可以，需進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，上電復(fù)位；12）通過機(jī)床控制區(qū)域的組合鍵釋放電機(jī)抱閘；13）恢復(fù)NC通用參數(shù)MD14512(16)=0,軸參數(shù)MD30200=1，然后西門子802Cbaseline重新上電使參數(shù)生效；2.5主軸參數(shù)調(diào)試主軸分為開關(guān)量主軸和模擬量主軸，如果是模擬量主軸，則可以通過設(shè)定主軸參數(shù)，根據(jù)不同的機(jī)床類型使機(jī)床具有各種豐富的功能，比如螺紋加工，恒定切削速度、編程主軸轉(zhuǎn)速極限等。參數(shù)設(shè)定如果采用交流電機(jī)加變頻器，或者采用伺服主軸控制；在加工螺紋或者使用每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時，則機(jī)床數(shù)據(jù)MD30130設(shè)定為1。軸參數(shù)號輸入值參數(shù)定義301300無模擬量輸出301301有+10或—10Vdc模擬量輸出機(jī)床主軸可以設(shè)定為單極和雙極性主軸輸出。軸參數(shù)號輸入值參數(shù)定義301340雙極性主軸輸出，Q0.0和Q0.1可以由PLC使用301341單極性主軸輸出，Q0.0和Q0.1不可以由PLC使用30134.2單極性主軸輸出，Q0.0和Q0.1不可以由PLC輸出MD30134=1時Q0.0=伺服使能Q0.1=負(fù)方向運(yùn)行MD30134=2時Q0.0=伺服使能正方向運(yùn)行Q0.1=伺服使能負(fù)方向運(yùn)行如果主軸無編碼器反饋，則機(jī)床數(shù)據(jù)MD30200設(shè)定為0軸參數(shù)號輸入值參數(shù)定義302000主軸無編碼器反饋在加工螺紋時，主軸安裝了編碼器：參數(shù)編號輸入值參數(shù)定義302402主軸帶測量系統(tǒng)下列主軸參數(shù)應(yīng)設(shè)定；軸參數(shù)號單位舉例值參數(shù)設(shè)定義31020IPR1024編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)32260RPM3000主軸額定轉(zhuǎn)速36200RPM3300最大主軸監(jiān)控速度加權(quán)后填入機(jī)床參數(shù)；軸參數(shù)號單位舉例值參數(shù)定義36300Hz55000主軸監(jiān)控頻率如果使用模擬量主軸，并且有機(jī)械換擋軸參數(shù)號單位輸入值參數(shù)定義35010—1模擬主軸換擋使能35110RPM轉(zhuǎn)速（i）主軸換擋最大速度35130RPM轉(zhuǎn)速（i）主軸各檔最大速度36200RPM轉(zhuǎn)速（i）各檔最大主軸監(jiān)控速度31050—分母（i）主軸各檔變比（電機(jī)端）31060—分子（i）主軸各檔變比（主軸端）注：（主軸最多可提供五檔變速,必須通過PLC應(yīng)用程序設(shè)置相應(yīng)的接口信號才能實(shí)現(xiàn)換擋）;數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名保護(hù)級數(shù)據(jù)說明206USER-CLASS-WRITE-TOA-GEO3—7刀具幾何寫保護(hù)級207USER-CLASS-WRITE-TOA-WEAR3—7刀具磨損參數(shù)寫保護(hù)級208USER-CLASS-WRITE-ZOA3—7可設(shè)定零點(diǎn)偏移寫寫保護(hù)級210USER-CLASS-WRITE-SEA-3—7設(shè)定數(shù)據(jù)寫保護(hù)級216USER-CLASS-WRITE-RPA-3—7R參數(shù)寫保護(hù)級217USER-CLASS-WRITE-V24-3—7RS—232參數(shù)寫保護(hù)級注：（保護(hù)級3需要用戶口令CUSTOMER;保護(hù)級4PLC設(shè)定V26000000.7；保護(hù)級5PLC設(shè)定V26000000.6;保護(hù)級6PLC設(shè)定V26000000.5;保護(hù)級7不需口令和PLC接口信號;）2.6參考點(diǎn)的調(diào)試西門子802C系統(tǒng)很多功能都建立在參考點(diǎn)的基礎(chǔ)上的，比如MDA和自動方式只有在機(jī)床返回參考點(diǎn)的情況下才能進(jìn)行操作；還有絲杠螺距誤差補(bǔ)償也只有返回參考點(diǎn)才能生效。所以，系統(tǒng)在正常工作前必須返回參考點(diǎn)。減速開關(guān)近開關(guān)信號/零脈沖位置，又可以分為兩種情況：接近開關(guān)信號/零脈沖在減速開關(guān)前MD34050:REEP-SEARCH-MARKER-REVERS=0,遇減速開關(guān)后反向?qū)ふ医咏_關(guān)/零脈沖信號；VcRvVpVm開始RkBERO-脈沖減速擋板2）接近開關(guān)信號/零脈沖在減速開關(guān)之后；MD34050:REEP-SEARCH-MARKER-REVERS=1，遇減速開關(guān)之后，同向?qū)ふ医咏_關(guān)/零脈沖信號；VmRvVp開始減速開關(guān)BERO-脈沖Rk當(dāng)參數(shù)號34000設(shè)定值為1時減速開關(guān)生效，而34010的0為減速開關(guān)的正方向，1為減速開關(guān)的負(fù)方向。34020為尋找減速開關(guān)的速度，而速度一般設(shè)定為2000。34040則為尋找零脈沖的速度，此速度一般為300。34050的0則代表零脈沖在0開關(guān)外，1則代表零脈沖在1開關(guān)內(nèi)。第三部分：故障分析機(jī)床的實(shí)際操作中會出現(xiàn)很多的問題，現(xiàn)在我們就常見的關(guān)于西門子802C的一些常見問題進(jìn)行故障分析。3.1關(guān)于回轉(zhuǎn)刀架的故障問題和分析:在解決問題前我們必須對刀架的相關(guān)知識進(jìn)行了解學(xué)習(xí)：在數(shù)控機(jī)床使用回轉(zhuǎn)刀架是一個比較簡單的自動裝置，數(shù)控機(jī)床的刀架是由機(jī)床的PLC來控制的。我們分析車床刀架的控制原理其實(shí)就是指刀架的整個換刀過程。刀架的換刀過程其實(shí)是通過PLC對控制刀架的所有I/O信號進(jìn)行邏輯處理及計(jì)算的。實(shí)現(xiàn)刀架的順序控制。為了確保換刀的正確，系統(tǒng)一般還要設(shè)置一些相應(yīng)的參數(shù)來對換刀過程進(jìn)行調(diào)整。自動刀架控制涉及到的I/O信號如下：PLC輸入信號：X2.7刀架電動機(jī)過熱報警輸入；X3.0~X3.31~4號刀位信號輸入；X30.6手動刀位選擇按鈕信號輸入；X30.7手動換刀啟動按鈕信號輸入；PLC輸出信號：Y0.6:刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出Y0.7：刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出。3.2換刀過程：1選擇刀具——2刀位轉(zhuǎn)換——3刀架正轉(zhuǎn)信號輸出Q0.4——(4)KA5吸合——（5）KM4吸合——（6）刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)——（7）反饋刀架到位信號——（8）檢測刀架刀位（|1.0-|1.5）——（9）停止刀架輸出信號Q0.4——（10）輸出反轉(zhuǎn)信號Q0.5——（11）A6吸合——（12）KM5吸合——（13）刀架反轉(zhuǎn)鎖緊3.3實(shí)際故障問題一：選擇了目標(biāo)刀位，按下刀位轉(zhuǎn)換按鈕后，電動刀架不轉(zhuǎn)故障原因處理方法1刀架電機(jī)三相反相或缺相將刀架電機(jī)線中兩條互調(diào)或檢查外部供電2系統(tǒng)的正轉(zhuǎn)控制信號Q0.4無輸出用萬用表量系統(tǒng)PLC出線端Q0.4，量M24V和Q0.4兩觸電，同時手動換刀，看這兩點(diǎn)的輸出電壓是否有+24V，若電壓不存在，則為系統(tǒng)故障或PLC程序和參數(shù)問題，參數(shù)14512（11）-7應(yīng)為1，刀架有效。3系統(tǒng)正轉(zhuǎn)控制信號Q0.4輸出正常，但控制信號這一回路存在短路或元器損壞檢查正轉(zhuǎn)控制信號線是否短路，檢查這一回路各觸點(diǎn)接觸是否良好；檢查直流繼電器或交流接觸器是否損壞4刀架電機(jī)無電源供給檢查刀架電機(jī)電源供給回路是否存在短路，各觸電是否接觸良好，強(qiáng)電電氣元件是否有損壞5上拉電阻未接入將刀位輸入信號接上2K上拉電阻，若不接此電阻，刀架在宏觀上表現(xiàn)不轉(zhuǎn)，實(shí)際上的動作為先進(jìn)行正轉(zhuǎn)后立即反轉(zhuǎn)，使刀架看似不動6機(jī)械卡死通過手搖使刀架轉(zhuǎn)動，通過松緊程度判斷是否卡死，若是，則需拆開刀架，調(diào)整機(jī)械，加入潤滑油7反鎖時間過長造成機(jī)械卡死在機(jī)械上放松刀架，然后通過系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整刀架反鎖時間8刀架電機(jī)損壞拆開刀架電機(jī)，轉(zhuǎn)動刀架，看電機(jī)是否轉(zhuǎn)動，若不轉(zhuǎn)動，再確定線路沒有問題時，更換刀架電機(jī)9刀架電機(jī)進(jìn)水短路烘干電機(jī)，加裝防護(hù)，做好絕緣措施故障處理技巧：1、首先我們可以利用現(xiàn)象比較明顯，比較容易觀察到的地方來進(jìn)行判斷，在這里我們可以把接觸器作為一個特殊點(diǎn)，以接觸器為分界點(diǎn)，做出一個初步判斷，可以觀察下一接觸器是否動作，如果接觸器動作我們可以聽到接觸器吸合的聲音，相反則聽不到。2接觸器吸合的情況下，我們可以判斷出換刀過程中的（1）-(4)PLC都，沒有問題。那么問題應(yīng)該在（6）或（7）上，具體原因如下:電機(jī)電源缺相或者電壓過低；接觸器主觸點(diǎn)被燒壞或接觸不良刀架電機(jī)電源相序錯，造成電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，刀架選刀的過程變成刀架鎖緊的過程；電機(jī)燒壞；接觸器在沒有吸合的情況下，我們可以判斷出故障原因有可能在1，5這幾步上，具體分析過程；KM4沒有吸合的情況下，觀察KA5是否吸合，如果KA5已經(jīng)動作，那么可以測量一下KM4線圈有沒有燒壞，控制電纜有沒有斷線，KA5的觸點(diǎn)接觸是否良好。如果KA5沒有動作，可以通過觀察PLC的輸入的輸出寄存器的狀態(tài)來確定刀架正轉(zhuǎn)信號Q0.4是否有輸出，如果有輸出，可以檢測一下繼電器KA5線圈是否被燒壞，PLC輸出板是否有問題啊，系統(tǒng)PLC到KA5的連線是否有問題。如果沒有輸出，則檢測一下是否PLC編寫有誤，是否有些換刀條件沒有滿足。當(dāng)?shù)都軣o動作，但刀架電機(jī)有堵轉(zhuǎn)電流聲，應(yīng)檢查機(jī)床電源相序或電動刀架相序，可調(diào)換相序一試。3.4實(shí)際舉例問題二：選擇了目標(biāo)刀位，按下刀位轉(zhuǎn)換按鈕以后，電動刀架轉(zhuǎn)個不停；故障原因處理方法1系統(tǒng)有+24V;COM輸出，但與刀架發(fā)信盤連線斷路；或是+12V對COM地短路用萬用表檢查刀架上的+24V、COM地與系統(tǒng)的接地是否存在斷路；檢查+24是否對COM地?cái)嗦?，?24V電壓拉低2系統(tǒng)有+24V;COM輸出，連接正常，發(fā)信盤的發(fā)信電路板上+24V和COM地回路有斷路發(fā)信盤長期處于潮濕環(huán)境造成線路氧化斷路，用焊錫或?qū)Ь€重新連接3刀位上+24V電壓偏低，線路上的拉電阻開路用萬用表測量每個刀位上的電壓是否正常，如果偏低，檢查上拉電阻，若是開路，則更換1/4W2K上拉電阻4系統(tǒng)的反轉(zhuǎn)控制信號Q0.5無輸出用萬用表量系統(tǒng)出線端，看這一點(diǎn)的輸出電壓是否正?；虼嬖?，若是電壓不存在，則為系統(tǒng)故障5系統(tǒng)有反轉(zhuǎn)控制信號Q0.5輸出，但與刀架電機(jī)之間的回路存在問題檢查各中間線路是否存在斷路，檢查各觸點(diǎn)是否良好，檢查強(qiáng)電柜內(nèi)直流繼電器和交流接觸器是否損壞6刀位電平信號參數(shù)未設(shè)置好檢查系統(tǒng)參數(shù)刀位高低電平檢測參數(shù)是否正常，修改參數(shù)。參數(shù)MD14512(3)=***1117霍爾元件損壞在對應(yīng)刀位無斷路的情況下，若是所對應(yīng)的刀位線有低電平輸出，則霍爾元件無損壞，否則需更換刀架發(fā)信盤或其上的霍爾元件。一般四個霍爾元件同時損壞的機(jī)率很小8磁塊故障，磁塊無磁性或不強(qiáng)更換磁塊或是增強(qiáng)磁性，若磁塊在刀架抬起時位置太高，則需調(diào)整磁塊的位置，使磁塊對霍爾元件3.5主軸故障分析故障現(xiàn)象1：主軸不轉(zhuǎn)，無任何報警分析及處理過程：由于機(jī)床其他動作正常，CNC與變頻器均無報警。分析故障原因可能是有這幾種原因：1檢查系統(tǒng)機(jī)床參數(shù)MD14512(11)-4主軸是否設(shè)為有效1，若設(shè)為0則無效，主軸不轉(zhuǎn)。2檢查系統(tǒng)主軸參數(shù)30130是否為1，若是0，則無模擬量輸出，主軸不轉(zhuǎn)。3檢查系統(tǒng)主軸參數(shù)30134是否正確為1。觀察主軸接收正反轉(zhuǎn)指令時，Q0.0和Q0.1的輸出情況， Q0.0是使能信號，Q0.1是反轉(zhuǎn)信號。正常情況下，正轉(zhuǎn)時Q0.0輸出有效，反轉(zhuǎn)時Q0.0、Q0.1同時有效。4若正反轉(zhuǎn)指令時Q0.0、Q0.1信號正常，檢查Q0.0、Q0.1信號送到變頻器5、6端的信號有無斷線。（CW、CCW碼盤）5檢查系統(tǒng)有無模擬量給定信號送到變頻器給定輸入端，若給定信號斷線，則電機(jī)不轉(zhuǎn)。故障現(xiàn)象2：主軸不轉(zhuǎn)，顯示“SP軸有源編碼器硬件故障”檢查SP有源編碼器的撥碼開關(guān)故障現(xiàn)象3：主軸只能正轉(zhuǎn)（按反轉(zhuǎn)鍵，主軸也是正轉(zhuǎn)）Q0.1信號送到變頻器的6號端子線端，查 CCW撥碼3.6進(jìn)給軸部分故障故障現(xiàn)象1：開機(jī)，CNC屏幕上即現(xiàn)21614號報警，即X(Z)軸正向（負(fù)向）硬件限位報警。分析及處理：1）+X方向已經(jīng)到達(dá)最大行程，撞塊撞到+X限位開關(guān)。在JOG方式下按-X退出使撞塊脫離開關(guān)，按復(fù)位鍵看能否消除報警。2）限位開關(guān)或觸電接觸不良。3）限位開關(guān)至PLCI0.0輸入點(diǎn)斷線。查看PLC狀態(tài)，用手按動限位開關(guān)，看狀態(tài)變化情況?；蛴萌f用表查開關(guān)至PLC各點(diǎn)電壓情況。故障現(xiàn)象2：將工作方式置于REF回參考點(diǎn)方式，按動+X(或+Z)使機(jī)床回參考點(diǎn)，不能正常回參考點(diǎn)，出現(xiàn)超程報警。分析及處理過程：1）機(jī)床回參考點(diǎn)“減速擋塊”放開位置由于長期接觸后，位置產(chǎn)生了移動，處于機(jī)床減速擋塊之后，導(dǎo)致了超程。2）編碼器的“零位脈沖”存在不良。機(jī)床回參考點(diǎn)“減速擋塊”放開后，機(jī)床有減速動作，但不管怎么樣調(diào)整減速擋塊，工作臺總是運(yùn)動到壓上行程極限開關(guān)的位置，而且減速距離已經(jīng)超過一個螺距。故障的可能原因是編碼器連接不良，導(dǎo)致減速后找不到Z脈沖而致壓上限位開關(guān)。3）減速擋塊或減速開關(guān)至PLC輸入點(diǎn)I0.2信號線斷（查撥碼盤）。機(jī)床回參考點(diǎn)時，CNC 出現(xiàn)ALM20000報警，含義為“在回參考點(diǎn)時未檢測到減速擋塊”。原因（1）參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（MD34030設(shè)定的距離內(nèi)檢測不到“參考點(diǎn)減速”信號。（2）信號連接不良，回參考點(diǎn)時“參考點(diǎn)減速”信號未輸入到系統(tǒng)。（3）調(diào)整不當(dāng)，回參考點(diǎn)時坐標(biāo)軸壓不到“減速擋塊”。故障現(xiàn)象3：將機(jī)床置于JOG方式，開機(jī)無報警，按使能鍵即報“025040Z軸靜止功能監(jiān)控”，“05030Z軸實(shí)際速度報警”，Z(或X)軸不能進(jìn)給。故障現(xiàn)象4：開機(jī)無報警，按使能鍵正常，按X或Z移動，即報警“025050X(Z)輪廓監(jiān)控?！狈治鎏幚磉^程：025040含義是坐標(biāo)軸停止運(yùn)動時，實(shí)際定位位置與給定位置的誤差超過了系統(tǒng)參數(shù)MD36030所設(shè)定的值。025050輪廓監(jiān)控的含義是坐標(biāo)軸運(yùn)動時，實(shí)際定位位置與給定位置間的誤差超過了系統(tǒng)參數(shù)MD36400規(guī)定的最大允許值。檢查機(jī)床，以手動的方式移動坐標(biāo)軸，發(fā)出CNC的顯示變化，但實(shí)際工作臺不運(yùn)動，侍服電機(jī)不轉(zhuǎn)。當(dāng)系統(tǒng)位置顯示達(dá)到一定數(shù)值后，CNC即出現(xiàn)ALM25050報警。測量CNC輸出的速度給定給侍服驅(qū)動器的電壓正常，考慮到開機(jī)時驅(qū)動器無故障報警，確定驅(qū)動器工作正常。原因可能是驅(qū)動器使能信號斷線，封鎖了驅(qū)動器工作，電機(jī)電樞電壓無輸出，以致有輸入信號而無輸出位移，出現(xiàn)輪廓監(jiān)控報警。故障現(xiàn)象5：開機(jī)，手動或自動，進(jìn)給軸電機(jī)不轉(zhuǎn)。故障原因：1）CNC是否有速度信號輸出2)使能信號是否接通3）帶電磁制動的伺服電機(jī)，檢查電磁制動是否有效4）驅(qū)動單元故障：控制電、主電源是否上電，驅(qū)動器有無報警5）伺服電機(jī)故障6)編碼器故障或信號線斷（電機(jī)至驅(qū)動器、驅(qū)動器至CNC）7）CNC參數(shù)設(shè)置有誤（3100031030，3024030130）結(jié)束語：西門子802C數(shù)控機(jī)床是一款很不錯的學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床，在編寫論文的時候我又重新學(xué)習(xí)了一這款數(shù)控機(jī)床，在實(shí)踐操縱中我發(fā)現(xiàn)老師分析的故障跟實(shí)踐操縱有很多相似性，甚至一致性！由于本人知識水平的限制，所以802C數(shù)控機(jī)床有很多不完善的地方，比如在介紹機(jī)床故障的時候說明并不是很詳細(xì)，而且還有很多方面沒有介紹到！所以我希望在以后工作做完善自身的不足之處，提高專業(yè)知識！三個多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從中受益非淺。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了一些實(shí)際的工程經(jīng)驗(yàn)。在整個畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我精心策劃，認(rèn)真設(shè)計(jì)，從任務(wù)書到開題報告最后到編寫論文，沒一步都有計(jì)劃的進(jìn)行著。爭取以最快的速度取得最好的效果。通過這次設(shè)計(jì)，我鞏固了以前學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容。在以往的學(xué)習(xí)中，有很多的知識都是一知半解、沒有很好的把它弄明白清楚。這次設(shè)計(jì)，使得我認(rèn)真的研究了一些實(shí)用的技術(shù)，不僅豐富了我的各種技術(shù)知識，還提高了我的自學(xué)能力。整個畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我和其他同學(xué)緊密合作，在不懂得地方大家相互探討、相互研究、相互幫助，使得我們的設(shè)計(jì)項(xiàng)目得以順利進(jìn)行。我深深體會到了團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的重要性。畢業(yè)設(shè)計(jì)自去年12月份以來，歷時三個多月。在這三個多月的時間里，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了梁寒冰老師的極大支持。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，梁老師給了我很多意見和建議，并且給予了細(xì)心的指導(dǎo)，在此我深表感謝，感謝梁老師對我的無微不至的關(guān)心與指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)：1、《數(shù)控機(jī)床》機(jī)械工業(yè)出版社張運(yùn)吉2、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)》國防工業(yè)出版社羅庚合3、《數(shù)控機(jī)床診斷與維護(hù)》人民郵電出版社劉樹青4、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)速查手冊》化學(xué)工業(yè)出版社李金伴5、《數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)故障診斷維護(hù)》清華大學(xué)朱仕學(xué)6、《數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社劉永久7、《數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)及其故障診斷與維護(hù)》中國勞動社會保障出版社韓鴻鸞8、《數(shù)控機(jī)床電控原理與維護(hù)》中南大學(xué)出版社劉曉魁Visa-freepolicybringsChengdubiz,tourismboost.Makingnationalheadlinesseveraltimes,Chengdu's72-hourvisa-freepolicyhasattractedwideattentionfrombothChineseandforeignexpertsandbusinessmensinceittookeffectonSept1lastyear.Theprogrampermitscitizensfrom51countriesandregionsincludingtheUnitedStates,Australia,CanadaandJapanwhohavevalidvisasandflightticketstoathirdcountrytospendthreedaysinthecity.ThecapitalofSichuanprovinceisthefirstcityinthewesternregionofChinatoofferforeigntouristsathree-dayvisaandthefourthnationwidetoadoptthepolicyfollowingShanghai,BeijingandGuangzhou.LiZhiyong,deputydeanofthetourisminstituteatSichuanUniversity,saidthemove"contributestoalargeincreaseinthenumberofoverseastouristsandraisesthecity'slevelofinternationalization"."Thepolicywillalsobringdirecteconomicrevenue,"Lisaid."Chengduhasmanyculturallegaciesandisalsoaparadiseforpandaloverswiththeworld'slargestbreedingandresearchcenter.Threedaysarelongenoughforforeignvisitorstovisitthoseiconictouristspots,"henoted.ThecityishometotheremainsoftheJinshacivilizationthatdatesbackmorethan3,000yearsaswellastheQingchengMountainsandtheDujiangyanirrigationsystem.QingchenghaslongbeenrecognizedasthebirthplaceofTaoism,China'sancientindigenousreligion,whileDujiangyanisconsideredtobetheoldestfunctioningwater-controlprojectintheworld.Chengdurankedthirdintouristfacilities,managementandservicesamong60Chinesecitiesinacustomersatisfactionsurveyreleasedlastyear.But,Liaddedthateffortsarestillneededtodevelopmoretourismproducts,improveEnglishservicesandprovideaccuratetranslationoftrafficsignsandscenicbillboards.ZhaoYun,chairwomanofBritishChamberofCommerceSouthwestChina,toldChinaDailythathiscolleaguesfoundthepolicyveryconvenient."ABritishclientonceflewhereandstayedforjustonedaytocheckherorderedgoods,"shesaid.ZhaowasborninShanxiprovince,butshehaslivedinChengduformorethan10years."Mylifewaslikearunningracemovingfromplacetoplace.IalsolivedinBeijingandShanghaibefore,"shesaid."ButChengduisaplacethatyouneverwanttoleaveoncesettlingdown.Itisnowmysecondhometown,"shesaid.Iftheenvironmentisfurtherimproved,thecitywillattractmorepeopletovisitandlive,withthe72-hourvisa-freepolicyandcompellingconditionsintransportation,culture,climateandcuisine,hesaid.Foreignersalsogavepositivefeedbackonthepolicy.AspokesmanfromDellIncsaidthecompanyhasaglobalhubofoperationinChengdu,sothethree-dayvisa"hasanimmediateandpositiveinfluenceonthecompany'sbusinessdevelopment".RudyButtignol,presidentofthepublicbroadcastingcompanyinBritishColumbia,Canada,saidhisworkrequiresfrequenttraveltoChengduandthepolicy"makesthetripseasier".Datafromthecity'spublicsecuritybureaushowssome100foreignvisitorsenjoyedthe72-hourpolicybytheendofMarch,mostofthemfromtheUnitedStates,theUnitedKingdomandGermany.Chengdualsoreportedrobustgrowthinitsoveralltouristindustrylastyear.Officialstatisticsshowthatitreceivedsome150milliontouristslastyear,anincreaseof28percentfrom2012.Around1.7millioncamefromabroad,anincreaseof12percent.Totalrevenuefromtourismsurpassed133billionyuan($21.7billion).DuringhisvisittoKazakhstaninSeptember,ChinesePresidentXiJinpingproposedthatChinaandCentralAsiajoinhandstobuildaSilkRoadeconomicbelttoboostcooperation.TheideahasbeenwidelyechoedinCentralAsiancountries,becominganencouragingblueprintforChineseareasalongtheSilkRoadthathaslinkedAsiaandEuropeformorethan2,000years.Inthenextthreeweeks,ChinaDailyreporterswilltravelthroughthebeltinChinaandinKazakhstan,UzbekistanandTurkey.Theywillshowtheprogressandexpectationsofthecountries,businessesandpeoplesontheroute.Shaanxi-thestartoftheancientSilkRoad-haspositioneditselfasthenewstartingpointforthedevelopmentoftheSilkRoadEconomicBelt,whichwillstrengthenChina'scooperationwithCentralAsiancountries,aseniorofficialsaid.

ShaanxiGovernorLouQinjiansaidtheprovinceisfresh,richandunique,asitwaswhenitanchoredoneendoftheancientSilkRoad.

"ItisthebestoptionforaccommodatingindustrialtransfersfromEastChinaortheworldatlarge,"hesaidonWednesdayinXi'an.

Louheldajointinterviewwith27media,includingChinaDaily,thefirstinaseriesofinterviewsentitledChineseMediaAlongtheSilkRoad.TheinterviewswillbeinShaanxiandGansuprovincesandtheXinjiangUygurautonomousregion,aswellasKazakhstan,UzbekistanandTurkey.

ThemediagroupheldthefirstinterviewonWednesdaymorninginXi'an,thestartingpointoftheancientSilkRoad,atradechannelestablishedmorethan2,000yearsagolinkingChina,CentralAsiaandEurope.中國礦業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院級本科生課程報告課程名稱信息處理課程設(shè)計(jì)報告時間20**年4月學(xué)生姓名專業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)任課教師任課教師評語任課教師評語（①對課程基礎(chǔ)理論的掌握；②對課程知識應(yīng)用能力的評價；③對課程報告相關(guān)實(shí)驗(yàn)、作品、軟件等成果的評價；④課程學(xué)習(xí)態(tài)度和上課紀(jì)律；⑤課程成果和報告工作量；⑥總體評價和成績；⑦存在問題等）：成績：任課教師簽字：年月日摘要隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像處理廣泛應(yīng)用于幾乎所有與圖像處理有關(guān)的領(lǐng)域。圖像的幾何變換是數(shù)字圖像處理的一個基本的、非常重要的變換，而圖像的二值化、平滑、銳化、邊緣檢測、去噪等是幾何變換中常用的變換。本文中主要分析了上述的幾種圖像變換，運(yùn)用的OTSU、均值濾波、中值濾波、基于sobel算子的邊緣檢測等。其次詳細(xì)的闡述了每種算法的原理及特點(diǎn)；最后運(yùn)用Matlab軟件對圖片進(jìn)行仿真處理，通過分析仿真結(jié)果得出各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場合。關(guān)鍵字：Matlab；圖像二值化；圖像平滑、圖像銳化；圖像去噪；圖像邊緣檢測目錄第一章研究內(nèi)容及意義 51.1研究內(nèi)容：圖像處理軟件設(shè)計(jì) 51.2研究意義 5第二章理論基礎(chǔ) 52.1圖像二值化 52.1.1平均值法： 52.1.2最大類間方差： 62.2圖像平滑 62.2.1均值濾波法： 62.2.2高斯濾波法： 62.2.3巴特沃斯濾波法： 62.3圖像銳化 72.3.1高斯高通濾波： 72.3.2巴特沃斯高通濾波器： 72.4邊緣檢測 72.5去噪 82.5.1.均值濾波法： 82.5.2.中值濾波法： 8第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 83.1設(shè)計(jì)原則 93.2設(shè)計(jì)步驟 93.3系統(tǒng)功能的模塊設(shè)計(jì) 9第四章系統(tǒng)測試與分析 104.1讀入圖片 104.2二值化 114.2.1.平均值法 114.2.2OTSU最大類間方差法 124.3平滑 134.3.1均值濾波法 134.3.2高斯濾波法 144.3.3巴特沃斯濾波法 154.4銳化 154.4.1高斯高通濾波法 154.4.2巴特沃斯高通濾波法 164.5邊緣檢測 164.6去噪 17第五章課程設(shè)計(jì)中遇到的問題及解決辦法 195.1關(guān)于圖像顯示的問題 195.2關(guān)于卷積的問題 205.3關(guān)于fftshift和ifftshift: 205.4關(guān)于MATLAB使用時的遇到的問題 20第六章參考文獻(xiàn) 21第一章研究內(nèi)容及意義1.1研究內(nèi)容：圖像處理軟件設(shè)計(jì)1.1.1.內(nèi)容：二值化、邊緣檢測、分割、去噪、平滑、銳化、傅里葉變換等1.1.2.基本要求：①理解各種圖像處理算法的理論知識；②實(shí)現(xiàn)4~6種圖像處理技術(shù)。1.1.3.擴(kuò)展要求：①利用C語言編寫；②不利用Matlab的現(xiàn)有函數(shù)去處理。1.2研究意義圖像信息是人類獲取外界信息的主要來源，近代科學(xué)研究、軍事技術(shù)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、氣象及天文學(xué)等領(lǐng)域中，人們越來越多的利用圖像信息來認(rèn)識和判斷事物，解決圖像問題，由此可見圖像信息的重要性，數(shù)字圖像處理技術(shù)將會伴隨著未來信息領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，更加深入到生產(chǎn)和科研活動中，成為人類生產(chǎn)和生活中必不可少的內(nèi)容。MATLAB軟件不斷吸收各界學(xué)科領(lǐng)域權(quán)威人士所編寫的實(shí)用程序，經(jīng)過多年的逐步發(fā)展和不斷完善，是近幾年來在國內(nèi)外廣泛流行的一中可視化科學(xué)計(jì)算機(jī)軟件。由于圖像處理的基本原理大多是依賴數(shù)學(xué)公式的，所以用MATLAB編程顯得條理清晰、結(jié)構(gòu)簡單、效果很好。第二章理論基礎(chǔ)2.1圖像二值化圖像二值化就是講圖像上的像素值點(diǎn)的灰度設(shè)置為0或255，將整個圖像呈現(xiàn)出明顯的黑白效果，所以閾值的求解是圖像處理的關(guān)鍵。本次采用了平均值法和最大類間方差法（OTSU）求閾值2.1.1平均值法：平均值法就是分別求出圖像像素的最大值和最小值，將它倆之和除以二。2.1.2最大類間方差：將圖像分為前景點(diǎn)和后景點(diǎn)，分別求出前景點(diǎn)和后景點(diǎn)占圖像的比例W0和W1，以及平均灰度U0和U1，求出總的灰度U，所以前景點(diǎn)和背景點(diǎn)之間的方差就可以求出，最后按照這個閾值對圖像進(jìn)行二值化即可。2.2圖像平滑指用于突出圖像的寬大區(qū)域、低頻成分、主干部分或抑制圖像噪聲和干擾高頻成分，使圖像亮度平緩漸變，減小突變梯度，改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。本次采用了均值濾波法、高斯濾波法和巴特沃斯濾波法。2.2.1均值濾波法：是一種典型的線性濾波，指在圖像上對目標(biāo)像素給一個模板，該模板包括了其周圍的臨近像素，再用模板中的全體像素的平均值來代替原來像素值，既g（x，y）=1/m∑f（x，y）m為該模板中包含當(dāng)前像素在內(nèi)的像素總個數(shù)，g為處理后的圖像在該點(diǎn)的灰度值。2.2.2高斯濾波法：也是一種線性平滑濾波器，適用于消除高斯噪聲，簡單的說它就是一個對圖像進(jìn)行加權(quán)平均的過程，每一個像素點(diǎn)的值，都由其本身和鄰域內(nèi)的其他像素值經(jīng)過加權(quán)平均后得到。高斯濾波的具體操作是：用一個模板（或稱卷積、掩模）掃描圖像中的每一個像素，用模板確定的鄰域內(nèi)像素的加權(quán)平均灰度值去替代模板中心像素點(diǎn)的值。它的主要公式：d=sqrt((i-m1)^2+(j-n1)^2);h=exp(-d^2/2/d0^2)，其中，d是點(diǎn)到頻率平面原點(diǎn)的距離，h為二維高斯濾波器函數(shù)，只要將這個函數(shù)與進(jìn)行傅里葉變換的圖像進(jìn)行卷積既可以得到處理后的圖像，再進(jìn)行傅里葉變換就可以得到時域的圖像。2.2.3巴特沃斯濾波法：是電子濾波器的一種，他的特點(diǎn)是通頻帶的頻率響應(yīng)曲線最平滑，通頻帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦，沒有起伏，而在阻頻帶則逐漸下降為零。在振幅的對數(shù)對角頻率的波特圖上,從某一邊界角頻率開始,振幅隨著角頻率的增加而逐步減少,趨向負(fù)無窮大。所以將這個函數(shù)和圖像卷積就可以得到平滑的圖像，d=sqrt((i-m1)^2+(j-n1)^2);h=1/(1+(d/d0)^(2*N));其中d是點(diǎn)到原點(diǎn)的距離，h為巴特沃斯低通濾波器函數(shù)。2.3圖像銳化是補(bǔ)償圖像的輪廓，增強(qiáng)圖像的邊緣及灰度跳變的部分，是圖像變得清晰。目的是為了使圖像的邊緣、輪廓線以及圖像的細(xì)節(jié)變的清晰，它和平滑的作用剛好相反。本次運(yùn)用了高斯高通濾波法和巴特沃斯高通濾波法。2.3.1高斯高通濾波：高斯高通濾波函數(shù)圖像如圖，這個圖表示只有那些位于該倒立型草帽體外的頻率范圍的信號才能通過，而位于倒立型草帽體內(nèi)的頻率成分都將被過濾掉。要得到這個函數(shù)，只需要用一減去低通濾波器的函數(shù)即可。所以高通函數(shù)為d=sqrt((i-m1)^2+(j-n1)^2);h=1-exp(-d^2/2/d0^2)，d為距離，h為函數(shù)。2.3.2巴特沃斯高通濾波器：巴特沃斯濾波器的設(shè)計(jì)思路和高斯濾波器的設(shè)計(jì)思路一樣，只需要用一減去巴特沃斯低通濾波器的函數(shù)就可以了，最后化簡的結(jié)果為h=1/(1+(d0/d)^(2*N));其中d為距離。2.4邊緣檢測邊緣檢測是圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺中的基本問題，目的是標(biāo)識數(shù)字圖像中亮度變化明顯的點(diǎn)。圖像屬性中的顯著變化通常反映了屬性的重要事件和變化。這些包括深度上的不連續(xù)、表面方向不連續(xù)、物質(zhì)屬性變化和場景照明變化。邊緣檢測是圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺中，尤其是特征提取中的一個研究領(lǐng)域。邊緣檢測分為兩類：基于查找一類和基于零穿越的一類?；诓檎业姆椒ㄍㄟ^尋找圖像一階導(dǎo)數(shù)中的最大和最小值來檢測邊界，通常是將邊界定位在梯度最大的方向?；诹愦┰降姆椒ㄍㄟ^尋找圖像二階導(dǎo)數(shù)零穿越來尋找邊界，通常是Laplacian過零點(diǎn)或者非線性差分表示的過零點(diǎn)。本次是采用基于sobel算子的邊緣檢測，其中的算子模板是通過數(shù)字圖像處理課程上老師講解推導(dǎo)而出的，所以就直接運(yùn)用了這個模板。2.5去噪現(xiàn)實(shí)中的數(shù)字圖像在數(shù)字化和傳輸過程中常受到成像設(shè)備與外部環(huán)境噪聲干擾等影響，稱為含噪圖像或噪聲圖像。減少數(shù)字圖像中噪聲的過程稱為圖像去噪，本次采用了均值濾波法和中值濾波法。2.5.1.均值濾波法：采用鄰域平均法的均值濾波器非常適用于去除通過掃描得到的圖像中的顆粒噪聲。領(lǐng)域平均法有力地抑制了噪聲,同時也由于平均而引起了模糊現(xiàn)象,模糊程度與領(lǐng)域半徑成正比，幾何均值濾波器所達(dá)到的平滑度可以與算術(shù)均值濾波器相比,但在濾波過程中會丟失更少的圖象細(xì)節(jié)。2.5.2.中值濾波法：是一種常用的非線性平滑濾波器,其基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個領(lǐng)域中各點(diǎn)值的中值代換其主要功能是讓周圍象素灰度值的差比較大的像素改取與周圍的像素值接近的值,從而可以消除孤立的噪聲點(diǎn),所以中值濾波對于濾除圖像的椒鹽噪聲非常有效。中值濾波器可以做到既去除噪聲又能保護(hù)圖像的邊緣,從而獲得較滿意的復(fù)原效果,而且,在實(shí)際運(yùn)算過程中不需要圖象的統(tǒng)計(jì)特性,這也帶來不少方便,但對一些細(xì)節(jié)多,特別是點(diǎn)、線、尖頂細(xì)節(jié)較多的圖象不宜采用中值濾波的方法。第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)用MATLAB對圖像進(jìn)行處理是當(dāng)前科技領(lǐng)域的一個重要課題，它采用的是用一組有序的灰度或者彩色數(shù)據(jù)元素構(gòu)成圖像，數(shù)組的每一個元素對應(yīng)圖像的一個像素值。這樣MATLAB就可以利用其強(qiáng)大的矩陣計(jì)算功能實(shí)現(xiàn)對圖像的數(shù)字處理。本次課程設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的就是利用MATLAB所提供的用戶界面（GUI），實(shí)現(xiàn)一個可視的面向?qū)ο蟮牟僮鹘缑妗?.1設(shè)計(jì)原則由于要求不同，設(shè)計(jì)出來的界面也就千差萬別。但是，從大多數(shù)圖形界面來說，卻沒有太大的變換。簡單說來，一個好的界面應(yīng)遵從以下三個原則：簡單性、一致性、習(xí)常性。3.1.1簡單性設(shè)計(jì)界面是，應(yīng)力求簡潔、直接、清晰地體現(xiàn)出界面的功能和特征。那些可有可無的功能應(yīng)盡量刪去，以保持界面的清潔。3.1.2一致性所謂的一致性包含兩層意義：一是自己開發(fā)的界面風(fēng)格盡量要一致；而是新設(shè)計(jì)的界面要和其他已有的見面風(fēng)格不要截然相同。3.1.3習(xí)常性：設(shè)計(jì)界面時，應(yīng)盡量使用人們所熟悉的標(biāo)志和符號。用戶可能不了解界面的具體含義及操作方法，但他也可以根據(jù)熟悉標(biāo)志做出正確猜測。3.1.4其他考慮因素處了以上對界面的靜態(tài)要求外，還應(yīng)注意界面的動態(tài)性能。如對用戶操作的相應(yīng)要迅速、連續(xù)。3.2設(shè)計(jì)步驟分析界面所需要實(shí)現(xiàn)的主要功能，明確設(shè)計(jì)任務(wù)。在稿紙上繪出界面草圖，并對其進(jìn)行審查。按照構(gòu)思的草圖，上機(jī)制作靜態(tài)界面，并進(jìn)行檢查。編寫界面動態(tài)功能的程序，對其功能進(jìn)行逐項(xiàng)檢查。3.3系統(tǒng)功能的模塊設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)前圖像處理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)樣式和要求，該面板上應(yīng)該包括兩個顯示圖像的界面、二值化、平滑、銳化、邊緣檢測、去噪。其中二值化包括平均值和OTSU兩種；平滑包括均值濾波法、高斯低通濾波法和巴特沃斯低通濾波法；銳化包括高斯高通濾波法和巴特沃斯高通濾波法；邊緣檢測是基于SOBEL算子的檢測；去噪包括均值濾波法和中值濾波法，最后設(shè)計(jì)的界面如圖第四章系統(tǒng)測試與分析4.1讀入圖片4.1.2.效果圖4.1.3.分析要想設(shè)計(jì)一個圖像處理的軟件，首先要考慮選取圖片，選取什么格式的圖片，這個是至關(guān)重要的，所以先做好選取圖片按鈕的GUI設(shè)計(jì)方法。已經(jīng)規(guī)劃好了按鈕的位置，如果想在點(diǎn)擊選取圖片按鈕時，軟件給予響應(yīng)，需要給按鈕輸入一定的程序代碼，設(shè)置代碼的方法如下：右鍵單擊選取圖片按鈕，選擇ViewCallbacks/Callback，系統(tǒng)會自動帶設(shè)計(jì)者進(jìn)入此按鈕的代碼輸入?yún)^(qū)域，在下面的空白處輸入相應(yīng)的代碼即可。4.2二值化4.2.1.平均值法.效果圖分析該方法閾值的選取是非常笨的，由于當(dāng)時剛接觸MATLAB，不熟悉它，所以先用這樣的方法實(shí)驗(yàn)了一下，雖然這樣選擇閾值最后得出的圖像符合人眼識別的要求，但是它也有致命的缺點(diǎn)，就可能導(dǎo)致部分對象像素或者背景丟失，二值化的結(jié)果不能真實(shí)反映原圖像的信息。4.2.2OTSU最大類間方差法效果圖分析這個算法在光照均勻的時候，可也得到很好的效果，大多數(shù)情況下都可以得到不錯的效果，而且其本質(zhì)很好理解。打一個比方，用一個分?jǐn)?shù)線將班上所有學(xué)生的成績分為好學(xué)生和差學(xué)生，要是兩類學(xué)生的區(qū)分看起來更加明顯。很顯然要達(dá)到的效果是：好學(xué)生和差學(xué)生之間的區(qū)別最大，同時好學(xué)生和好學(xué)生之間的分時不能拉太大，差學(xué)生和差學(xué)生之間的分?jǐn)?shù)差距也不大。從處理后的圖像中也可以看出，與平均值法相比，最大類間方差法使圖像前景和背景區(qū)別更大，更好的區(qū)分了前景和背景。4.3平滑4.3.1均值濾波法效果圖分析均值濾波就是把每個像素周圍的八個像素作為均值來操作的，賦值近似相等且隨機(jī)分布在不同位置上，這樣可以平滑圖像，算法簡單，速度較快。但是無法去掉噪聲，只能微弱的減弱它。當(dāng)有一個椒鹽噪聲出現(xiàn)時，均值濾波無法去除噪聲的原因是椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置，圖像中有干凈點(diǎn)也有污點(diǎn)，因?yàn)樵肼暤木挡粸?，所以均值濾波不能很好的除去噪聲。4.3.2高斯濾波法效果圖分析高斯低通濾波是一類根據(jù)高斯函數(shù)的形狀來選擇權(quán)值的線性平滑濾波器。高斯函數(shù)具有五個重要的性質(zhì)，這些性質(zhì)使得它在早期圖像處理中特別有用．這些性質(zhì)表明，高斯平滑濾波器無論在空間域還是在頻率域都是十分有效的低通濾波器，且在實(shí)際圖像處理中得到了工程人員的有效使用．高斯函數(shù)具有五個十分重要的性質(zhì)，它們是：

（1）二維高斯函數(shù)具有旋轉(zhuǎn)對稱性，即濾波器在各個方向上的平滑程度是相同的．一般來說，一幅圖像的邊緣方向是事先不知道的，因此，在濾波前是無法確定一個方向上比另一方向上需要更多的平滑．旋轉(zhuǎn)對稱性意味著高斯平滑濾波器在后續(xù)邊緣檢測中不會偏向任一方向．

（2）高斯函數(shù)是單值函數(shù)．這表明，高斯濾波器用像素鄰域的加權(quán)均值來代替該點(diǎn)的像素值，而每一鄰域像素點(diǎn)權(quán)值是隨該點(diǎn)與中心點(diǎn)的距離單調(diào)增減的．這一性質(zhì)是很重要的，因?yàn)檫吘壥且环N圖像局部特征，如果平滑運(yùn)算對離算子中心很遠(yuǎn)的像素點(diǎn)仍然有很大作用，則平滑運(yùn)算會使圖像失真．

（3）高斯函數(shù)的付立葉變換頻譜是單瓣的．正如下面所示，這一性質(zhì)是高斯函數(shù)付立葉變換等于高斯函數(shù)本身這一事實(shí)的直接推論．圖像常被不希望的高頻信號所污染(噪聲和細(xì)紋理)．而所希望的圖像特征（如邊緣），既含有低頻分量，又含有高頻分量．高斯函數(shù)付立葉變換的單瓣意味著平滑圖像不會被不需要的高頻信號所污染，同時保留了大部分所需信號．

（4）高斯濾波器寬度(決定著平滑程度)是由參數(shù)σ表征的，而且σ和平滑程度的關(guān)系是非常簡單的．σ越大，高斯濾波器的頻帶就越寬，平滑程度就越好．通過調(diào)節(jié)平滑程度參數(shù)σ，可在圖像特征過分模糊(過平滑)與平滑圖像中由于噪聲和細(xì)紋理所引起的過多的不希望突變量(欠平滑)之間取得折衷．

（5）由于高斯函數(shù)的可分離性，較大尺寸的高斯濾波器可以得以有效地實(shí)現(xiàn)．二維高斯函數(shù)卷