WXJJⅡ型精密装配系统研制及精度分析

发布时间：2017-11-01 13:35

  本文关键词：WXJJⅡ型精密装配系统研制及精度分析

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【摘要】：大多数微小型零件并非一次性加工完成,需要对零件进行装配才能实现产品的功能。目前其装配过程主要依靠人工操作来实现微小型零件拾取、位姿微小调整、放置安装等作业,但其精度较低,且对装配作业人员专业技能要求极高。采用精密装配系统装配微小型零件可有效解决以上问题,当前的精密装配系统大多基于机器视觉,实现了柔性化自动装配。精密装配技术的出现使得装配系统的功能得到完善,可靠性得到提高,降低了装配作业的成本。针对某特定装配零件的特征,本文设计了WXJJ II型精密装配系统,并根据功能要求将该系统分为了四个模块：装配作业模块、视觉测量模块、工作台模块、系统控制模块。装配作业模块由机械臂、精密位移平台等构成,实现零件拾取、运输、放置动作,并检测装配过程中力的变化,完成装配过程；作业工作台模块是由精密转台及上料装置组成的,可实现零件位姿调整、装配固定等功能；精密视觉测量模块由成像系统、精密位移平台等组成,它可以采集待装配零件特征信息,引导精密装配的实现；系统控制模块可分析相机采集到的图像信息、完成零件的自动化装配及急停等动作。本文主要对影响本装配系统装配精度的因素进行了分析。影响因素主要包括CCD相机误差、精密位移平台精度、坐标系之间存在夹角等。经分析,CCD相机误差、精密位移平台精度对最终装配精度影响较小,坐标系之间存在的夹角对装配精度影响较大,为了减小工作量及避免其他误差的引入,仅对坐标系夹角进行补偿,使最终精度达到装配系统精度要求。本文根据装配零件信息,设计了零件装配流程,详细介绍了装配策略中零件的定位技术。在整体的装配过程当中,零件位姿调整与定位是通过机器视觉对图像进行采集,并且对采集完成的图像进行图像处理之后获取完整图像信息来实现的。本文结合视觉处理技术,介绍了本系统零件装配过程中用到的图像处理方法。最后随机抽取零件进行试验,验证本装配系统的测量精度、装配精度及重复精度,实验结果表明系统稳定,重复性较好,同轴度精度优于±10μm。
【关键词】：微小型零件装配 装配误差分析 图像处理 自动精密装配
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.41;TG95
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 微小型零件精密装配技术10-18
• 1.1.1 微小型零件精密装配技术概述10
• 1.1.2 微小型零件精密装配技术的实现10-12
• 1.1.3 国内外研究现状12-18
• 1.2 课题来源和本文主要研究内容18-20
• 1.2.1 课题背景及来源18
• 1.2.2 论文主要研究内容18-20
• 2 装配任务分析及装配系统设计20-36
• 2.1 装配组件介绍20
• 2.2 WXJJ Ⅱ型精密装配系统需要解决的问题20-22
• 2.3 WXJJ Ⅱ型精密装配系统功能模块22-35
• 2.3.1 装配作业模块23-28
• 2.3.2 精密视觉测量模块28-31
• 2.3.3 作业工作台模块31-33
• 2.3.4 系统控制模块33-35
• 2.4 本章小结35-36
• 3 装配精度分析及其误差补偿36-54
• 3.1 影响装配精度的主要因素36-38
• 3.2 相机误差测量38-43
• 3.2.1 相机像素标定39-41
• 3.2.2 镜头畸变测量41-43
• 3.3 精密位移平台精度检测43-47
• 3.3.1 重复定位精度测量43-44
• 3.3.2 导轨正交误差测量44-47
• 3.4 坐标系位姿测量47-51
• 3.5 误差补偿51-53
• 3.6 本章小结53-54
• 4 微小型零件装配及装配实验54-64
• 4.1 微小型零件精密装配流程54-56
• 4.2 微小型零件识别与定位56-60
• 4.2.1 图像预处理56-57
• 4.2.2 边缘检测57-60
• 4.3 装配实验60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 结论64-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况69-70
• 致谢70-71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 于丽娜;;一种LED环形照明的设计方法[J];电子工业专用设备;2011年11期

2 雷玉堂,罗辉,马娟;CCD摄像机的误差及其检校[J];光学与光电技术;2004年04期

3 郑敏;;机器视觉在零部件检测中的应用[J];国内外机电一体化技术;2013年06期

4 黄心汉,吕遐东,王敏;面向微装配机器人的TSB分级智能控制结构[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年S1期

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本文编号：1127083