基于視覺技術(shù)的工件重定位問題的研究.pdf

1、在重型機(jī)械、礦山機(jī)械等部門中，箱體、工作臺(tái)、立柱等大型超重型工件在加工時(shí)需要很長(zhǎng)的輔助時(shí)間，使得設(shè)備的制造成本和制造難度相應(yīng)加大。實(shí)際中，常常會(huì)出現(xiàn)加工、修補(bǔ)、重新定位等問題，而大型工件的重定位極為困難。長(zhǎng)期以來(lái)，在加工現(xiàn)場(chǎng)采用的方法都是借助百分表、千分表等各種測(cè)試工具進(jìn)行人工定位。這種方法不僅耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、精度難于保證，而且有時(shí)可能會(huì)因?yàn)橹囟ㄎ痪炔桓叨构ぜ?bào)廢，這對(duì)于大型超重型工件來(lái)說(shuō)，無(wú)疑大大提高了生產(chǎn)成本。另外，在自動(dòng)化車間

2、，各種各樣的零件加工也存在著自動(dòng)重定位問題。所以，找到一種方便、快捷（自動(dòng)）的方法來(lái)解決工件的重定位問題就顯得尤為重要，成為減輕工件重復(fù)安裝定位的工作量和難度、縮短施工準(zhǔn)備周期、降低工裝成本及提高生產(chǎn)效率、保證加工出合格產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)。 針對(duì)上述生產(chǎn)實(shí)際問題，研制了基于雙目視覺測(cè)量技術(shù)的工件重定位系統(tǒng)。主要研究目的是利用雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)時(shí)輸出工件重定位過(guò)程中工件到達(dá)正確定位位置所需的旋轉(zhuǎn)量和平移量，并把結(jié)果實(shí)時(shí)顯示到屏幕上，

3、從而指導(dǎo)操作人員快速、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)重定位。 系統(tǒng)的主要工作原理是：在機(jī)床和工件上各安裝一定的標(biāo)志點(diǎn)，利用非接觸式光學(xué)定位的方法提取這些點(diǎn)的位置信息，即求出各標(biāo)志點(diǎn)在虛擬世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；其次，通過(guò)一系列的坐標(biāo)變換，獲得機(jī)床和工件的相對(duì)空間位置；最后，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)對(duì)工件進(jìn)行有目的的位置調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)工件的在線重定位。本系統(tǒng)是以Visual C++6.0和Matcom為工具實(shí)現(xiàn)的。對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定問題采用了線性模型+誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?/p>

4、，既克服了線性標(biāo)定誤差大的缺點(diǎn)，又避免了非線性模型難以求解且耗時(shí)的弊端，具有實(shí)用價(jià)值；其次，通過(guò)對(duì)加工現(xiàn)場(chǎng)的了解，采用作為標(biāo)志點(diǎn)，利用非接觸式光學(xué)定位方法提取空間點(diǎn)的位置信息；然后，在工件重定位試驗(yàn)中，運(yùn)用兩個(gè)攝像機(jī)對(duì)同一目標(biāo)從不同位置成像，利用雙目立體視覺技術(shù)，求出了標(biāo)志點(diǎn)在虛擬世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；根據(jù)三個(gè)點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)坐標(biāo)系的原理，求得了重定位過(guò)程中工件、機(jī)床坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換矩陣，并依據(jù)矢量三角形法則，得到工件坐標(biāo)系與機(jī)

5、床工作臺(tái)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣，從而求出工件上某點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；最后，通過(guò)一系列算法，求出工件到達(dá)正確定位位置所需的移動(dòng)量，并把兩者的相互位置關(guān)系示意圖顯示到屏幕上，方便地實(shí)現(xiàn)了工件的重定位。 應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)代替人工完成工件的定位與重定位問題，不僅可以大大節(jié)省工件的重定位時(shí)間，避免接觸式方法難以精確瞄準(zhǔn)的困難，而且可以解決諸如人工操作需要技術(shù)積累、效率低、易疲勞等問題，在很大程度上提高了生產(chǎn)自動(dòng)化水平和智能化水平。隨著視覺測(cè)量技