基于机器视觉的ICF靶精密装配技术研究

发布时间：2024-05-20 21:29

　　惯性约束核聚变(ICF)是目前最有希望实现可控方式核聚变能利用的聚变方式,激光惯性约束核聚变是其研究的主要方向。ICF靶的制造装配是整个聚变实验的关键环节,其尺寸极其微小而且材料易碎易变形,装配精度要求高,难以利用传统的方法实现检测和装配。在调研国内外相关技术的基础上,本文提出了利用多维显微视觉的方式对ICF靶丸充气管CFTA(Capsule Fill-Tube Assembly)结构的检测装配的解决方案,并研制了一套基于机器视觉的精密靶装配系统。本文首先分析ICF靶丸-充气管的结构和定位要求,提出了基于多路显微视觉的装配策略。并且创新性的利用中空反射镜结构解决了高倍率镜头正向成像和正向操作的矛盾,完成总体的结构设计,分别对成像、机械结构和照明等单元进行了分析。针对靶丸与充气管图像的特点,深入研究了图像处理算法,结合基本的边缘检测与亚像素定位算法,对靶丸边缘采用霍夫变换检测圆周,采用图像匹配检测注入孔,利用基于Hessian矩阵的方法检测充气管中心。最后设计了靶丸和充气管的对接装配流程,利用控制软件实现了对流程的控制,并对装配方案进行了实验验证和精度分析。根据最终实验结果,本文提出的基...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1美国NIF装置示意图

图1-1美国NIF装置示意图我国上世纪六十年代即开始了可控激光核聚变的研究，直到上世纪九十年代863计划增加惯性约束核聚变，我国的神光核聚变装置也取得了较大进展本文课题来源于中国工程物理研究院某专项预研，主要研究ICF靶装配关键技术与装配系统实现1.2ICF....

图1-2装配完成的ICF靶1.2.2ICF靶装配系统的国内外研究现状a)冷冻靶侧面图

图1-2装配完成的ICF靶.2ICF靶装配系统的国内外研究现状与ICF靶装配与测量系统以及靶丸与充气管的装配系统相关的文献和报道相关的文献多涉及靶丸形貌检测等，与装配相关的文献也大多只是介绍了单的介绍对于类似微小零件位置的检测与装配，大致可以分为两类，一三维坐标测....

图1-4柔性最终装配系统

哈尔滨工业大学硕士学位论文最终装配系统（FlexFAM）的冷冻靶装配系统，相较于FAM系统，该系统的运动控制机构只有30个手动自由度其最大的优点就是各个控制模块可以实现自由的组合从而实现对不同形状的靶的装配，而且效率也比FAM提高了三倍，可以实现一名工人在8个小....

图1-5LLNL可重构装配工作站2010年美国劳伦斯·利弗摩尔国家实验室（LLNL）和通用原子公司（GA）提

哈尔滨工业大学硕士学位论文统（FlexFAM）的冷冻靶装配系统，相较于FAM系统，有30个手动自由度其最大的优点就是各个控制模块可现对不同形状的靶的装配，而且效率也比FAM提高了三8个小时内完成靶的装配图1-4是柔性最终装配系统的a)FlexFAM整体....

本文编号：3979146