機(jī)器人制孔視覺測量系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、如今飛機(jī)制造業(yè)對飛機(jī)裝配技術(shù)提出了高質(zhì)量、高效率和低成本的生產(chǎn)要求。而對于飛機(jī)裝配，由于大型飛機(jī)壁板上裝配孔數(shù)量有數(shù)千個(gè)之多，且材料一般又難以加工，故孔加工是飛機(jī)裝配的主要瓶頸之一。在這種情形下，機(jī)器人制孔技術(shù)便成為了飛機(jī)裝配領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用和研究方向，其中加工孔定位是其位置精度補(bǔ)償關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分。為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人制孔的自主定位，提高自動(dòng)化和柔性化水平，本文為飛機(jī)裝配領(lǐng)域的機(jī)器人制孔開發(fā)了一套視覺測量系統(tǒng)。
　　本文第一章介

2、紹了機(jī)器人制孔視覺測量系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，概述和總結(jié)了系統(tǒng)開發(fā)的相關(guān)技術(shù)及其研究現(xiàn)狀，給出了本論文的研究意義、內(nèi)容和框架;
　　對于圖像上孔位的提取算法，第二章根據(jù)生產(chǎn)需要提出了算法開發(fā)應(yīng)考慮的三種性能:精度、魯棒性和處理速度，并為有不同性能需求的三種應(yīng)用情形:手眼標(biāo)定、自動(dòng)搜索和視覺測量，開發(fā)了相適應(yīng)的基于OpenCV的孔位提取算法;
　　對于機(jī)器人手眼標(biāo)定問題，第三章提出了基于標(biāo)定板裝置幾何關(guān)系特性的手眼標(biāo)定方法，該方

3、法一方面將刀具坐標(biāo)系的建立依托在標(biāo)定板上，另一方面通過標(biāo)定板九孔陣列圖像來標(biāo)定相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，從而可通過由九孔陣列建立的標(biāo)定板工件坐標(biāo)系來確定手眼關(guān)系。本章介紹了標(biāo)定原理，設(shè)計(jì)了標(biāo)定板裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)，完成了標(biāo)定中相關(guān)計(jì)算，詳細(xì)闡述了該標(biāo)定方法的應(yīng)用流程;
　　第四章進(jìn)行了視覺測量誤差分析，對物距和垂直度兩大主要誤差影響因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并也結(jié)合了理論研究，提出了二者的誤差允許范圍以及它們的控制方法:基于使用壓腳位移傳感器組調(diào)姿的垂

4、直度控制方法和基于應(yīng)用圖像清晰度評價(jià)函數(shù)進(jìn)行相機(jī)對焦的物距控制方法，而且為進(jìn)一步保證測量精度，在測量方式上提出了一種將待測孔位逐步收斂至成像中心的迭代測量方法;
　　第五章介紹了視覺測量系統(tǒng)的開發(fā)，給出了系統(tǒng)的軟硬件總體架構(gòu)，以及軟件系統(tǒng)的界面布局和功能組成，闡述了相機(jī)對焦、孔位搜索和孔位測量等主要視覺功能的運(yùn)行機(jī)理、實(shí)現(xiàn)方式以及軟件操作方法等。最后進(jìn)行了系統(tǒng)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)各功能運(yùn)行良好，手眼標(biāo)定方法可行，迭代測量效率