基于機(jī)器視覺的微小型零件精密裝配研究.pdf

1、在精密微小型器件與系統(tǒng)產(chǎn)品制造中，需組裝零件的尺寸一般包括零點(diǎn)幾個(gè)毫米到十幾個(gè)毫米之間，裝配精度要求高。目前，裝配作業(yè)一般是由熟練操作人員在顯微鏡下手工完成，生產(chǎn)效率和成品率較低，產(chǎn)品的一致性較差，并且對操作人員有較高的技能要求。隨著對產(chǎn)品性能、質(zhì)量穩(wěn)定性的要求和產(chǎn)量需求的不斷提高，手工裝配難以適應(yīng)?；谝曈X的裝配系統(tǒng)以其柔性化裝配的特點(diǎn)在提高裝配精度、保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性以及提高生產(chǎn)率等方面，都顯示出極大的優(yōu)越性。在微小型零件視覺裝配系

2、統(tǒng)中，視覺部分的主要任務(wù)是對微小對象進(jìn)行識別、測量和定位，即在一定的精度要求下獲取目標(biāo)物體的距離、形狀、位置、姿態(tài)等信息。本文面向精密、復(fù)雜微小型器件與系統(tǒng)產(chǎn)品的自動(dòng)化、批量制造，以及為提高產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性，研制了基于機(jī)器視覺的微小型零件裝配系統(tǒng)。所研制的系統(tǒng)解決了某小型產(chǎn)品裝配中的關(guān)鍵問題，其中包括待裝配的零件尺寸相差大、形狀和特征多樣、表面質(zhì)量差別較大、需要同時(shí)保證組裝的位置精度和形位公差等典型問題。 微小型零件自動(dòng)組裝系

3、統(tǒng)包括四個(gè)功能子系統(tǒng)：人機(jī)交互的計(jì)算機(jī)控制子系統(tǒng)、視覺子系統(tǒng)、夾持操作子系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)工作臺(tái)子系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了視覺子系統(tǒng)和編寫了完整的系統(tǒng)控制程序。其中視覺子系統(tǒng)的硬件組成包括三軸精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、工業(yè)數(shù)字?jǐn)z像機(jī)和遠(yuǎn)心鏡頭。首先，視覺系統(tǒng)采集目標(biāo)零件圖像，并對圖像做預(yù)處理，包括平滑濾波、增強(qiáng)、二值化、數(shù)學(xué)形態(tài)變化、圖像拼接等；然后通過邊緣提取、閉合輪廓搜索、模板匹配等方法對目標(biāo)零件進(jìn)行識別，采用最小包圍矩形法以及具有亞象素精度的區(qū)域質(zhì)心和主軸的定位