微細(xì)孔壁缺陷柔性視覺檢測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、微細(xì)管道及小尺寸特征內(nèi)孔廣泛地存在于先進(jìn)制造業(yè)中，如汽車發(fā)動機(jī)制造業(yè)、航空航天工業(yè)以及化工、能源等領(lǐng)域。微細(xì)孔壁缺陷的特征檢測對于制造、質(zhì)量控制以及安全保障有著重要的意義?，F(xiàn)有的管道內(nèi)壁特征測量方法，如渦流法、超聲法、內(nèi)窺鏡法及管道機(jī)器人法等，往往存在檢測精度低、或需要耦合劑、需要過多人工干預(yù)等問題，而且對于直徑10mm以下的特征內(nèi)孔很難實(shí)現(xiàn)測量。
　　本文以工業(yè)機(jī)器人為運(yùn)動平臺，開展了柔性、在線微細(xì)管道管內(nèi)缺陷測量技術(shù)的研究。本

2、文是在前期基于直線導(dǎo)軌，采用管道內(nèi)部圖像導(dǎo)出，外部光源引入的技術(shù)方案，并結(jié)合了管道內(nèi)壁全景成像技術(shù)等開展研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在系統(tǒng)中引入工業(yè)機(jī)器人作為運(yùn)動平臺，以增強(qiáng)微細(xì)管道管內(nèi)缺陷測量系統(tǒng)的柔性和現(xiàn)場的適應(yīng)性。
　　本文的主要工作有：
　　1、對于國內(nèi)和國外現(xiàn)有的孔內(nèi)壁缺陷檢測技術(shù)（包括接觸式測量法、非接觸式光學(xué)以及非光學(xué)測量法）的原理、應(yīng)用以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了綜述和分析。
　　2、詳細(xì)介紹了原有系統(tǒng)的系統(tǒng)組成、工

3、作原理，對核心光學(xué)傳感器件——視像管的結(jié)構(gòu)及其原理進(jìn)行了分析。研究了原有系統(tǒng)在圖像處理方面的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并對其重要參數(shù)進(jìn)行了分析。在對原有系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，指出了其應(yīng)用的局限性。
　　3、針對原有系統(tǒng)存在的問題，引入了工業(yè)機(jī)器人作為運(yùn)動平臺，以增強(qiáng)系統(tǒng)的柔性和現(xiàn)場適應(yīng)性。研究了機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)以及運(yùn)動學(xué)、逆運(yùn)動學(xué)模型，并以此為基礎(chǔ)分析了系統(tǒng)改進(jìn)方案，并給出了系統(tǒng)的工作流程。
　　4、對系統(tǒng)構(gòu)建中的核心環(huán)節(jié)——待測管道和視像

4、管的對中問題進(jìn)行了研究。建立了非對準(zhǔn)情況下的數(shù)學(xué)模型，并給出了理論上的定量關(guān)系。基于激光跟蹤儀，研究了一種對中實(shí)現(xiàn)方案并搭建了姿態(tài)調(diào)整機(jī)構(gòu)。
　　5、系統(tǒng)對中存在偏差，會引起圖像畸變，開展了根據(jù)圖象畸變率對測量結(jié)果校正的方法研究。
　　6、分析了姿態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的各種誤差因素，并進(jìn)行了誤差分析與合成。基于搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對微細(xì)管道管內(nèi)小尺寸缺陷特征進(jìn)行了重復(fù)性測量實(shí)驗(yàn)，并采用缺陷特征的中心畸變率對測量結(jié)果進(jìn)行了校正。結(jié)果證明，本