锚板数控二次钻孔自动定位技术研究与实现

发布时间：2020-06-26 19:08

【摘要】：锚板是桥梁钢缆固定的关键部件,其加工质量直接关系到桥梁的安全。锚板加工工艺是粗钻、热处理和精钻,因此,锚板锥孔需要二次加工,保证孔的尺寸和表面粗糙度达到设计要求。目前国内锚板锥孔主要采用摇臂钻床加工,手工操作,劳动强度大,加工精度不高。为了提高加工效率和加工精度,实现锚板锥孔加工自动化,提出了用数控机床对锚板锥孔进行二次加工。本文基于视觉检测技术对数控机床下锚板二次钻孔自动定位技术展开研究。本文利用视觉检测技术,提出了一种锚板多孔自动定位方法。首先,采用大视场小焦距镜头相机对锚板多孔进行粗定位;然后,采用小视场大焦距镜头相机对锚板单孔逐一进行精定位;最后,以基准孔为测量基准,经过坐标变换得到锚板锥孔在机床坐标系下XY平面的精确坐标,同时采用高度传感器测量锚板高度补偿Z坐标,实现对锚板多孔自动定位。设计开发了一种锚板数控二次钻孔自动定位测量系统,包括机械部分和测控部分。机械部分主要包括视觉检测装置和高度测量装置,其中,视觉检测装置完成相机及光源的固定和调节,高度测量装置完成锚板高度测量相关动作。测控部分包括硬件设计和软件设计两部分。测控系统主要硬件包括粗定位相机、精定位相机、高度传感器、数控系统以及工控机等;软件设计包括基于工控机的测量及控制系统软件和基于视觉系统的视觉检测程序,其中,测量及控制系统软件实现工控机与数控系统、高度传感器、视觉检测系统通信,完成数据采集、数据处理和指令传输等功能,视觉检测程序主要完成图像获取、图像处理和结果输出等功能。本文对自动定位系统的定位精度进行了实验验证,结果表明系统锚板锥孔中心位置测量偏差≤0.088)8),满足设计要求,并且提高了加工效率,达到了现场加工的要求。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U445.58
【图文】：

1 绪论1.1 概述锚板是桥梁钢缆固定的关键部件，如图 1.1 所示，其加工质量直接关系到桥梁的安全。未成形锚板锥孔需要二次加工，保证孔的尺寸和表面粗糙度达到设计要求，其中精铰是最关键的一步，直接关系到锚板最后的质量。目前国内锚板精铰都采用摇臂钻床，手工操作，劳动强度大，需要很长时间的操作经验才能保证产品的质量，但是手工长时间操作之后身体疲劳，注意力下降，也会导致加工精度不高，出现加工偏心的问题。为了提高加工精度和加工效率、节约劳动力，提出了用数控钻床对锚板锥孔进行二次加工的方案，此方案的难点在于如何对锚板多孔在数控机床下进行自动定位，需要研究一种锚板锥孔自动定位方法。

中心定位,圆孔,单传感器

华中科技大学硕士学位论文何中心的定位精度以及圆半径的测量精度对于被测物的自动测量和整体定位具要意义[1,2]。圆孔中心定位方法可分为单传感器回转测法和视觉检测方法。单传感器回转测法采用位移传感器测量，如图 1.2(a)所示，通过旋转圆孔或传感器进行测量获取圆孔边缘数据点，对取得的圆孔边缘数据进行圆拟合，或圆心逐渐逼近的方法得到圆孔中心及直径。单传感器回转测法测量精度高，基外界环境的干扰，但需逐点测量，测量过程复杂，不适合在线测量。

【参考文献】