【摘要】：鉚接是飛機(jī)主要的裝配工藝之一。人工鉚接效率低、質(zhì)量一致性差,很難滿足飛機(jī)氣動(dòng)外形性能的要求。自動(dòng)鉚接能提高鉚接質(zhì)量、增加效率,是目前航空制造業(yè)研究的熱點(diǎn)。本課題針對(duì)自動(dòng)鉚接過程中鉚接孔定位問題,使用雙目視覺進(jìn)行鉚接孔的法向量測(cè)量,并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行可行性驗(yàn)證。介紹了相機(jī)成像過程和張正友標(biāo)定法。使用混合濾波進(jìn)行鉚接孔預(yù)處理。討論了基于Otsu閾值分割、Canny邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)法和區(qū)域主動(dòng)輪廓模型的鉚接孔特征提取特點(diǎn),提出一種局部主動(dòng)輪廓模型完成鉚接孔的特征提取。將這幾種方法進(jìn)行定位精度對(duì)比,結(jié)果表明局部主動(dòng)輪廓模型精度更高。使用雙目視覺進(jìn)行鉚接孔的法向量測(cè)量。首先介紹了理想雙目視覺模型和三角測(cè)量原理,分析了平面到空間的重映射關(guān)系,對(duì)雙目標(biāo)定和Bouguet雙目校正進(jìn)行了研究;然后求解了圖像坐標(biāo)系下的鉚接孔離散點(diǎn),通過視差法提取了鉚接孔的三維點(diǎn)云;最后進(jìn)行鉚接孔平面擬合,完成了法向量的獲取。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行雙目視覺鉚接孔法向量測(cè)量實(shí)驗(yàn)。首先用雙目視覺得出鉚接孔和標(biāo)定板法向量的實(shí)測(cè)夾角;然后用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量平面點(diǎn)坐標(biāo),擬合求取法向量的參考夾角;最后將實(shí)測(cè)夾角和參考夾角進(jìn)行對(duì)比,得出雙目視覺的測(cè)量誤差。通過對(duì)6個(gè)鉚接孔,且每個(gè)鉚接孔變換10種姿態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得出最大誤差為2.71°,平均誤差為1.69°,小于施鉚角度最大誤差值5.74°,驗(yàn)證了雙目測(cè)量方法的可行性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V262.4;TP391.41
【圖文】：

機(jī)身智能錘鉚關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究》。團(tuán)隊(duì)已完成雙三坐標(biāo)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建及平面鉚接孔的自動(dòng)鉚接工作，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如下圖 1.1 所示：圖1.1 雙三坐標(biāo)機(jī)器人鉚接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)三坐標(biāo)機(jī)器人鉚槍視覺模塊

空客公司的柔性鉆鉚系統(tǒng)懫用自動(dòng)鉆鉚機(jī)與數(shù)控柔性托架的組合，用于A340機(jī)型尾翼的鉆孔與自動(dòng)鉚接。比較先進(jìn)的是BROTJE-Automation自動(dòng)鉚接系統(tǒng),它具有蒙皮壁板集成裝配單元和C型鉆鉚機(jī)，如圖1.2和圖1.3所示。該系統(tǒng)具有自動(dòng)定位、離線編程和軟件示教等多種功能，可實(shí)現(xiàn)裝配件的精確定位、自動(dòng)制孔以及高效率鉚接,極大地提高了飛機(jī)裝配的自動(dòng)化水平。圖1.2 蒙皮壁板集成裝配單元 圖1.3 C型自動(dòng)鉆鉚機(jī)

全自動(dòng)鉆鉚等階段，直到現(xiàn)在的面向航空領(lǐng)域的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件裝配自動(dòng)鉆鉚技術(shù)。世界上第一個(gè)發(fā)展和使用自動(dòng)鉆鉚技術(shù)的國(guó)家是美國(guó)，他們已經(jīng)在飛機(jī)制造需要大量鉚接的部位使用了自動(dòng)鉆鉚機(jī)等設(shè)備，而且經(jīng)過幾十年的發(fā)展，世界上航空工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家都開始使用這項(xiàng)技術(shù)[25]。最早的自動(dòng)鉆鉚機(jī)生產(chǎn)廠商是美國(guó)的通用電氣公司，該公司的自動(dòng)鉆鉚機(jī)根據(jù)不同分類有一系列的產(chǎn)品，且根據(jù)不同型號(hào)配備了各種質(zhì)量較為可靠的數(shù)控托架。其中部分機(jī)型還配備有定位系統(tǒng)。在眾多型號(hào)中，生產(chǎn)較早的有 G200、G400 等，通用性較強(qiáng)的為 G300，功能較為齊全是 G900，包括 G900 在內(nèi)的部分型號(hào)有無(wú)頭鉚釘鉆鉚的功能，擁有自動(dòng)定位系統(tǒng)的型號(hào)主要有 G63、G79、G86 等[26]。空客公司的柔性鉆鉚系統(tǒng)懫用自動(dòng)鉆鉚機(jī)與數(shù)控柔性托架的組合，用于A340機(jī)型尾翼的鉆孔與自動(dòng)鉚接。比較先進(jìn)的是BROTJE-Automation自動(dòng)鉚接系統(tǒng),它具有蒙皮壁板集成裝配單元和C型鉆鉚機(jī)，如圖1.2和圖1.3所示。該系統(tǒng)具有自動(dòng)定位、離線編程和軟件示教等多種功能，可實(shí)現(xiàn)裝配件的精確定位、自動(dòng)制孔以及高效率鉚接,極大地提高了飛機(jī)裝配的自動(dòng)化水平。

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2 王睿e

本文編號(hào)：2775019