【摘要】：家具的噴涂作業(yè)作為整個(gè)家具制造行業(yè)中的重要環(huán)節(jié),現(xiàn)階段的主要生產(chǎn)方式依然采用大量人工進(jìn)行,不僅效率低下且對(duì)工人損害較大。工業(yè)噴涂機(jī)器人的引入一定程度上解放了人工。但是現(xiàn)階段噴涂機(jī)器人的作業(yè)能力依賴于人工示教水平,且主要應(yīng)用于單品種的大批量噴涂,生產(chǎn)的柔性化水平不高。對(duì)于多品種家具的并行噴涂作業(yè)較難滿足生產(chǎn)需求。本文主要針對(duì)小型板式家具柔性自動(dòng)噴涂過程,對(duì)家具點(diǎn)云模型的獲取以及預(yù)處理,多視角點(diǎn)云數(shù)據(jù)配準(zhǔn),家具表面特征提取和快速三維重建等展開研究。首先,結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求,確定家具表面點(diǎn)云的測(cè)量采集方式。根據(jù)實(shí)際測(cè)量平臺(tái)對(duì)測(cè)量原理進(jìn)行分析并建立相對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)系,推導(dǎo)確定坐標(biāo)系間的相互關(guān)系,測(cè)量獲取了板式家具的表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)。對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù),基于其中不同類型噪聲點(diǎn)數(shù)據(jù)特點(diǎn),運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)離群雜亂噪聲進(jìn)行剔除。采用加權(quán)協(xié)方差矩陣求解家具表面點(diǎn)云法線信息,并結(jié)合鄰域高斯均值對(duì)法線進(jìn)行滾動(dòng)修正。在修正后的法線基礎(chǔ)上,結(jié)合鄰域距離對(duì)表面小噪聲點(diǎn)進(jìn)行平滑處理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原始測(cè)量數(shù)據(jù)的濾波預(yù)處理。其次,對(duì)點(diǎn)云配準(zhǔn)進(jìn)行研究,解決實(shí)際種多視角采集的家具數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)融合問題。采用粗配準(zhǔn)與精配準(zhǔn)遞進(jìn)的方式,利用關(guān)鍵點(diǎn)和局部FPFH特征進(jìn)行初始粗配準(zhǔn),使用RANSAC方法對(duì)配準(zhǔn)過程的特征匹配進(jìn)行優(yōu)化。在粗配準(zhǔn)結(jié)果基礎(chǔ)上,通過組合采樣,并對(duì)傳統(tǒng)ICP的匹配迭代過程進(jìn)行優(yōu)化,提高整個(gè)過程的效率。通過實(shí)際采集數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法的有效性驗(yàn)證。再次,結(jié)合板式家具表面特點(diǎn)和后續(xù)的噴涂軌跡規(guī)劃需求,對(duì)家具表面的不同待噴涂區(qū)域特征進(jìn)行提取。采用結(jié)合法線的RANSAC對(duì)表面的主要待噴涂平面特征進(jìn)行提取,對(duì)共面多平面和平面提取后的不同花紋特征分別進(jìn)行聚類,獲得獨(dú)立的區(qū)域。采用切片投影的方法獲取不同花紋區(qū)域的截面特征。對(duì)平面和花紋區(qū)域的邊緣特征運(yùn)用角度閾值進(jìn)行提取,并結(jié)合邊緣凹凸性進(jìn)行區(qū)分。最后,對(duì)多視角配準(zhǔn)后的家具表面點(diǎn)云重建進(jìn)行研究。采用局部最小二乘對(duì)配準(zhǔn)后家具點(diǎn)云進(jìn)行平滑處理。通過降采樣精簡(jiǎn),篩減重建點(diǎn)數(shù),提高重建效率。采用局部投影的方法,結(jié)合區(qū)域貪婪生長,對(duì)家具表面點(diǎn)云進(jìn)行快速三角化重建,同時(shí)設(shè)置約束條件對(duì)生長點(diǎn)進(jìn)行篩選以保證重建后表面三角網(wǎng)格質(zhì)量。最后通過實(shí)驗(yàn)確定合適采樣比例,并驗(yàn)證重建效果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TS664.05;TP212.14
【圖文】：

人工噴涂

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文隨著工業(yè)革命的進(jìn)行和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，機(jī)器人被應(yīng)用于噴涂領(lǐng)域，將工人從各類惡劣的噴涂現(xiàn)場(chǎng)解放出來，同時(shí)解決了部分人工噴涂存在的問題，大大提高了噴涂作業(yè)的自動(dòng)化水平和生產(chǎn)效率，也有效地保證了家具產(chǎn)品噴涂質(zhì)量的穩(wěn)定性。但是噴涂機(jī)器人的應(yīng)用也存在著一定的局限性，現(xiàn)階段噴涂機(jī)器人大多采用示教拖動(dòng)的方式被應(yīng)用在生產(chǎn)線上，最終產(chǎn)品的噴涂質(zhì)量依賴于工人的經(jīng)驗(yàn)水平。此外，噴涂機(jī)器人主要面向單一品類的大批量噴涂生產(chǎn)作業(yè)，針對(duì)不同家具需重新進(jìn)行示教編程，屬于單一自動(dòng)化，其并行柔性化水平較低，難以滿足多品類家具并行噴涂的生產(chǎn)作業(yè)。

家具的表面數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)采用傳式家具表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集方案。傳送帶可以靈活安式測(cè)量效率高，更適合后續(xù)的機(jī)器人在線軌跡規(guī)劃測(cè)量平臺(tái)，對(duì)測(cè)量原理及測(cè)量過程進(jìn)行分析，并進(jìn)具的表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量得到的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行續(xù)點(diǎn)云處理算法提供較精準(zhǔn)的板式家具表面點(diǎn)云數(shù)軟硬件平臺(tái)件平臺(tái)量對(duì)象為板式家具，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，確定板式集方案，如圖 2-1 所示，采用線激光傳感器與傳送家具，利用激光進(jìn)行非接觸式測(cè)量。激光非接觸式快速測(cè)量，傳送帶傳動(dòng)可以與流水線作業(yè)結(jié)合，更

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;板式家具成微笑殺手 購買需檢驗(yàn)三大環(huán)節(jié)[J];陜西建筑;2005年01期

2 逯新輝;何莉;;基于回收快遞包裝的板式家具用材研究[J];林產(chǎn)工業(yè);2019年03期

3 徐淼;;淺談環(huán)保性板式家具對(duì)人體健康的重要性[J];居舍;2019年14期

4 王瑩;;家具中配套板式家具的技術(shù)創(chuàng)新[J];科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新;2018年31期

5 孫奇;齊英杰;馬雷;;我國板式家具機(jī)械行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J];木工機(jī)床;2015年03期

6 ;深圳兩大板式家具企業(yè)現(xiàn)資金危機(jī),未來該何去何從?[J];家具;2015年01期

7 ;加強(qiáng)設(shè)備能力建設(shè) 推進(jìn)板式家具制造業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2013年02期

8 木子;;板式家具挑選有竅門[J];林業(yè)與生態(tài);2013年06期

9 陳偉紅;余旭東;;板式家具生產(chǎn)對(duì)刨花板的質(zhì)量要求[J];林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備;2013年10期

10 馬巖;;我國板式家具機(jī)械的市場(chǎng)分布與水平分析[J];木工機(jī)床;2013年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 ;加強(qiáng)設(shè)備能力建設(shè) 推進(jìn)板式家具制造業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展[A];當(dāng)代林木機(jī)械博覽（2011~2013）[C];2014年

2 曹平祥;;板式家具刀具設(shè)計(jì)及應(yīng)用[A];2005'全國木工刀具生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)資料匯編[C];2005年

3 干靜;辜夷;;基于模塊化的家具定制模式的研究[A];第十一屆全國包裝工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（二）[C];2007年

4 孫明磊;;簡(jiǎn)析板式家具設(shè)計(jì)策略與趨勢(shì)[A];2013國際工業(yè)設(shè)計(jì)研討會(huì)暨第十八屆全國工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2013年

5 ;優(yōu)秀民營企業(yè)家——馮文正[A];中國改革創(chuàng)新先鋒暨經(jīng)濟(jì)建設(shè)杰出人物風(fēng)采[C];2012年

6 李黎;;人造板定制家具機(jī)械設(shè)備開發(fā)的幾個(gè)技術(shù)問題[A];第十一屆全國人造板工業(yè)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2012年

7 李黎;;家具生產(chǎn)工藝中信息化與自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備[A];當(dāng)代林木機(jī)械博覽（2011~2013）[C];2014年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 阮曉瑩;南寧將建設(shè)板式家具加工基地和交易中心[N];南寧日?qǐng)?bào);2019年

2 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 儲(chǔ)鈺;板式家具“回爐改造”痛點(diǎn)多[N];消費(fèi)日?qǐng)?bào);2018年

3 景行;室內(nèi)甲醛超標(biāo)，是否該由板式家具“背鍋”？[N];中國建材報(bào);2018年

4 本報(bào)記者 張海寧;榫卯板式家具 使家居具備更好形式[N];中國文化報(bào);2018年

5 板式;人造板新國標(biāo)能否化解板式家具環(huán)保危機(jī)[N];政府采購信息報(bào);2017年

6 新金融記者 孫瑞麗;紅蘋果“戀棧”板式家具市場(chǎng)[N];新金融觀察;2014年

7 ;板式家具的選購[N];市場(chǎng)報(bào);2000年

8 陳潔;板式家具仍是市場(chǎng)主流[N];中國質(zhì)量報(bào);2012年

9 黃河方;專家預(yù)測(cè)板式家具6大趨勢(shì)[N];消費(fèi)日?qǐng)?bào);2010年

10 上海市家具質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站工程師 劉曜國;如何挑選板式家具[N];中國質(zhì)量報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 洪志剛;四川板式家具企業(yè)制造能耗分析與研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

2 韓維生;板式家具生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工作研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2007年

3 曾敏;大規(guī)模定制關(guān)鍵問題建模與應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2011年

4 何風(fēng)梅;基于ANSYS的板式家具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2008年

5 劉雪梅;產(chǎn)品全生命周期信息建模理論、方法及應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2002年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 徐勝潤;基于激光傳感器的板式家具特征提取和三維重構(gòu)算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 趙斌;板式家具典型工序標(biāo)準(zhǔn)工時(shí)的制定與研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2018年

3 楊世杰;板式家具位置檢測(cè)系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2018年

4 李哲;板式家具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)美研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2017年

5 甘強(qiáng);面向?qū)ο笥?jì)算機(jī)輔助板式家具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2002年

6 張清波;板式家具生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)化、合理化的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2004年

7 吳丹;崇州板式家具產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2012年

8 齊鵬飛;板式家具作品知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

9 肖君源;板式家具裝配精度研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2009年

10 閆睿;板式家具企業(yè)儲(chǔ)位管理優(yōu)化研究[D];成都理工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2760639