基于視覺測量的快速再制造成形系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、對缺損金屬零件實施再制造是將修復材料附著于缺損部位，恢復零件的幾何尺寸和表面性能。由于損傷零件具有多樣性，個性化的特點，不能通過固定程序來完成修復。當前主要依靠人工示教和手動修復。將先進的測量技術應用于再制造工程，提高修復過程的自動化和智能化水平是再制造工程的發(fā)展方向之一。本文重點研究視覺測量技術在再制造工程中的應用問題，并結合機器人與弧焊技術建立基于結構光視覺的快速再制造成形系統(tǒng)。主要研究內容包括：
　　 1.建立基于結構光視

2、覺的測量機器人數(shù)學模型，和由測量機器人與弧焊機器人組成的快速再制造成形系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　 2.研究快速再制造成形系統(tǒng)的現(xiàn)場標定問題，包括結構光傳感器標定，手眼標定，工具坐標系標定，測量坐標系與修復坐標系標定；設計傳感器標定和手眼關系標定的方案，提出基于圓形標靶的工具坐標系、測量坐標系與修復坐標系關系同時標定的實用方法。
　　 3.提出針對缺損工件點云數(shù)據(jù)與CAD模型配準的方法，首先通過主成份分析完成初始配準，然后用最

3、近點迭代算法進行精確配準，最后通過配準誤差提取缺損區(qū)域點云數(shù)據(jù)：提出采用線段集描述零件的缺損區(qū)域，通過平面切分和計算凸包生成修復路徑的方法。
　　 4.研究激光條紋中心提取算法，設計了基于DSP的結構光專用圖像處理器進行條紋中心的實時高精度提取，提高系統(tǒng)測量速度。
　　 5.建立基于結構光視覺和弧焊機器人的快速再制造成形系統(tǒng)：對典型的缺損零件進行再制造加工實驗，驗證系統(tǒng)的可行性。
　　 最后，總結全文的工作，對視