微小型零件精密装配及三维误差测量研究

发布时间：2016-11-30 17:31

本文关键词：微小型零件精密装配及三维误差测量研究，由笔耕文化传播整理发布。

《大连理工大学》 2013年

微小型零件精密装配及三维误差测量研究

张伟

【摘要】：微小型机电系统组成零件多,装配步骤复杂,装配精度要求高。目前国内针对特征尺寸在几个毫米左右的微小型零件精密装配大多还是依靠人工在显微镜下凭借经验操作,劳动强度大、工作效率低、产品一致性差。同时在零件装配完成之后的误差测量环节,通常工艺人员需要将零件取下生产线,在造价高昂的高精度三坐标测量机等测量设备上离线测量装配误差,没有相对应的标准专属测量步骤使得每次选取的基准与测量过程具有随机性,而且由于装配与测量环节相脱节,使整个生产周期延长,在零件的搬运过程中也容易造成对装配后微小型机电系统的二次破坏。计算机视觉测量技术以其精度高非接触等特点,可以很好的指导半自动化甚至自动化微小型零件精密装配及误差测量作业。本文以计算机视觉测量技术为基础,根据微小型零件装配工艺及测量要求研制了微小型零件精密装配及三维误差测量系统。系统主要由四个模块组成：视觉测量模块、机械手作业模块、装配平台模块及人机交互模块。在装配流程中采用“先看-后动”的控制模式,机械手根据视觉测量的结果进行装配作业；采用组合式照明方式,利于将零件特征从背景中提取出来；采用吸附式夹钳可以柔性拾取形状各异的零件,同时在机械手上采用力反馈控制模式控制装配力保护易碎零件；建立装配系统数学模型,实现各坐标系间关系转换,使各模块协调工作在统一环境下；合理规划装配流程,提高装配效率。在测量流程中,采用垂直安装的双摄像机测量方式,利用一个精密加工的长方体作为基准标定块将两个摄像机标定到统一测量环境下,实现对具有三维特征的立体组件的在线测量,测量过程简单快速准确。采用开源机器视觉库内函数实现对零件的特征识别提取,然后根据不同零件的特征采用相应的定位方法获取零件的位姿信息。以模块化分层设计思想编写了装配及测量作业控制软件,然后结合本系统的装配功能进行了微小型零件装配实验,对装配后组件分别利用本系统的三维误差测量功能和高精度三坐标测量机进行装配结果检测,检测结果表明本系统可以很好的完成精密装配及在线测量任务,缩短了生产周期,提高了生产效率和产品成品率。

【关键词】：
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP391.41;TG806
【目录】：

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