在精密機械系統(tǒng)中,功能性孔與軸的裝配間隙,是影響整機精度和工作性能的重要因素。從孔軸裝配的技術(shù)目標(biāo)來看,即使是加工尺寸超出設(shè)計公差的孔與軸,只要超差方向一致、超差量大小相近,依然能夠形成理想的配合關(guān)系,因此,相比傳統(tǒng)公差配合理論下的裝配,大批量選配可以獲得更好的裝配質(zhì)量和零件制造的經(jīng)濟性,而快速準(zhǔn)確測量大批量孔與軸的尺寸參數(shù),是實現(xiàn)大批量選配的關(guān)鍵技術(shù)�，F(xiàn)有的孔軸尺寸測量工具,主要適用于人工操作的單件或小批量測量場合,對于大批量選配測量,尚無測量精度高、精度穩(wěn)定且一致性好的全自動智能測量設(shè)備。本文針對孔軸類零件大批量選配的測量問題,提出了工業(yè)機器人、視覺引導(dǎo)以及氣動測量方法相結(jié)合的高精度智能測量方案,研究了融合CAD模型和視覺圖像信息的零件智能識別技術(shù)、工業(yè)機器人視覺系統(tǒng)的標(biāo)定技術(shù)以及基于網(wǎng)絡(luò)最大流的大批量零件選配技術(shù),最終設(shè)計并研制了測量系統(tǒng)。由于測量系統(tǒng)中孔軸類零件特征信息的缺失,單純依靠機器視覺還無法實現(xiàn)系統(tǒng)智能化的要求。針對這個問題,本文提出了融合CAD模型和視覺圖像信息的零件智能識別技術(shù),通過程序自動獲取零件CAD模型中的關(guān)鍵尺寸信息,以此作為零件識別的主要信息。針對軸類零件... 

【文章來源】：南京理工大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖像邊

碩士學(xué)位論文基于光機協(xié)同的孔軸類零件高精度智能測量系統(tǒng)11圖2.2氣動測量壓縮氣體流量-間隙、壓力-間隙關(guān)系圖由上圖可知，可以通過檢測“背壓”的大小，準(zhǔn)確地獲取物體和氣動測頭噴嘴處的間隙值，以孔的測量為例，在測量過程中，氣動測量儀可以檢測軸測頭和待測孔之間的壓力值，根據(jù)壓力-間隙圖，可以獲取測頭和待測孔之間的間隙，則待測孔的尺寸值即為氣動測頭的直徑值加上間隙值，軸類零件的測量則用孔測頭的直徑減去間隙值。為了獲取較高的測量精度，測頭和待測零件之間的間隙量要控制的比較小，就本文的測量精度要求，間隙量需要控制在40um以內(nèi)，由此帶來了一個新的問題，如何確保測頭能夠順利進(jìn)入待測零件中，是決定測量是否成功的關(guān)鍵所在。本文擬采用視覺系統(tǒng)，對零件進(jìn)行精確定位后，獲取待測零件和測頭的相對位置參數(shù)，再驅(qū)動執(zhí)行器將待測零件移動到對應(yīng)位置，具體的圖像算法將在第3章詳細(xì)論述。2.2.3柔順裝配技術(shù)分析如上文所述，由于測頭和待測零件之間的間隙量比較小，在機器人執(zhí)行測量過程的時候（本質(zhì)上是孔軸的自動裝配），極小的位姿偏差都會造成較大的裝配力，從而導(dǎo)致測頭和待測零件之間卡阻，零件表面劃傷甚至損壞設(shè)備。針對這個問題，想通過提高執(zhí)行器的運動精度和視覺檢測定位的精度，技術(shù)上很難實現(xiàn)，而且成本也會提高很多。因此，比較常用的方法就是采用柔順裝配技術(shù)，即裝配器末端可以按照環(huán)境變化做出些微變化，從而保證裝配（測量過程）的順利進(jìn)行，這是一種較為經(jīng)濟實用的方法。柔順一般分為主動柔順和被動柔順兩大類，被動柔順指的就是借助一些輔助的柔順機構(gòu)，柔順機構(gòu)能夠按照外界的接觸力，調(diào)整自身的位姿，從而實現(xiàn)柔順裝配；主動柔順指的就是傳感器反饋的信息檢測裝配狀態(tài)，并且以反饋信息去控制執(zhí)行端的

碩士學(xué)位論文基于光機協(xié)同的孔軸類零件高精度智能測量系統(tǒng)12圖2.3氣動測量孔軸接觸示意圖在裝配過程中，軸會受到來自柔順裝置的三個作用力，主要包括水平力，插入力和力矩，將受力模型進(jìn)行簡化成上圖，假設(shè)柔順機存在一個存在水平方向的剛度和扭轉(zhuǎn)剛度，與之對應(yīng)的形變量分別為，，則柔順裝置對軸的水平力和扭轉(zhuǎn)力矩如式（2.1）所示：=，=(2.1)圖中為軸類零件半徑，為軸類零件和孔類零件的初始夾角。孔軸零件自動裝配一般包含四個步驟，分別為尋孔階段、倒角接觸狀態(tài)、一點接觸狀態(tài)和兩點接觸狀態(tài)[48]。由上文可知，高精度視覺系統(tǒng)的圖像處理精度以及機器人的定位精度保證了孔和軸的軸線偏差不超過倒角范圍，即本文只需研究孔軸裝配的后三個步驟，示意圖如下圖2.4所示。（a）倒角接觸階段（b）一點接觸階段（b）兩點接觸階段圖2.4氣動測量過程中孔軸接觸狀態(tài)圖在裝配過程中，孔軸接觸之后，孔類零件會給軸類零件一些作用力，假設(shè)孔壁對軸的正壓力為，靜摩擦系數(shù)為。Whitney[49]對無倒角孔軸裝配的幾種形式進(jìn)行了研究，對孔軸裝配的一點接觸和兩點接觸不產(chǎn)生卡阻的條件如式（2.2）所示：{||<|+(2+)|<2(2.2)上式不止針對圖示位置，軸從右側(cè)進(jìn)入的情形與圖示一致。將本例的水平力和

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于Canny算子改進(jìn)的邊緣檢測算法[J]. 王保軍,趙海清,劉超.  科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2018(27)
[2]機器視覺技術(shù)在現(xiàn)代汽車制造中的應(yīng)用綜述[J]. 尹仕斌,任永杰,劉濤,郭思陽,趙進(jìn),邾繼貴.  光學(xué)學(xué)報. 2018(08)
[3]RV減速器零部件的選配研究[J]. 吳凱,徐宏海,李輝.  機械工程師. 2017(11)
[4]機器人裝配中的視覺引導(dǎo)定位技術(shù)分析[J]. 袁文禮.  科技與創(chuàng)新. 2017(10)
[5]基于視覺的零件識別和定位[J]. 司小婷,吳文江,孫一蘭.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2016(10)
[6]用于機器人軸孔裝配的主–被動結(jié)合柔順裝置[J]. 歐陽帆,張鐵,陳楊.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(07)
[7]基于網(wǎng)絡(luò)流規(guī)劃的滑閥組件選配方法的研究與實現(xiàn)[J]. 鄧應(yīng)蘭,姚凱學(xué).  自動化與儀器儀表. 2016(03)
[8]航天密封圈智能測量與檢測系統(tǒng)的集成[J]. 何博俠,李春雷,李江平,張毅,劉若琳.  光學(xué)精密工程. 2015(12)
[9]一種改進(jìn)的Ostu圖像分割法[J]. 覃曉,元昌安,鄧育林,石亞冰,元建.  山西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(04)
[10]基于CCD的軸徑檢測方法[J]. 孫秋成,譚慶昌,唐武生,鄭福勝,侯躍謙.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2010(05)

碩士論文
[1]零件幾何尺寸精密測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉冬冬.西南科技大學(xué) 2016
[2]基于氣動測量的測量中心關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 閆永杰.鄭州大學(xué) 2016
[3]基于Sobel算子的實時圖像邊緣檢測系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉曉云.中北大學(xué) 2015
[4]在線氣動測徑儀的研究與開發(fā)[D]. 喬帥.鄭州大學(xué) 2015
[5]基于投影法的高精度直徑測量系統(tǒng)研究[D]. 王莞舒.浙江大學(xué) 2015
[6]關(guān)于網(wǎng)絡(luò)最大流的兩個算法[D]. 毛曉亮.河北大學(xué) 2013
[7]激光測徑裝置研究[D]. 魏小龍.電子科技大學(xué) 2013
[8]小孔自動測量儀及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 詹麗君.天津大學(xué) 2012
[9]軸徑測量的機器視覺技術(shù)研究[D]. 韋光.吉林大學(xué) 2011
[10]基于機器視覺的微小型零件自動測量與裝配[D]. 劉超.大連理工大學(xué) 2009



本文編號：3047272