基于視覺測量的快速再制造成形系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、對缺損金屬零件實(shí)施再制造是將修復(fù)材料附著于缺損部位，恢復(fù)零件的幾何尺寸和表面性能。由于損傷零件具有多樣性，個(gè)性化的特點(diǎn)，不能通過固定程序來完成修復(fù)。當(dāng)前主要依靠人工示教和手動修復(fù)。將先進(jìn)的測量技術(shù)應(yīng)用于再制造工程，提高修復(fù)過程的自動化和智能化水平是再制造工程的發(fā)展方向之一。本文重點(diǎn)研究視覺測量技術(shù)在再制造工程中的應(yīng)用問題，并結(jié)合機(jī)器人與弧焊技術(shù)建立基于結(jié)構(gòu)光視覺的快速再制造成形系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括：
　　 1.建立基于結(jié)構(gòu)光視

2、覺的測量機(jī)器人數(shù)學(xué)模型，和由測量機(jī)器人與弧焊機(jī)器人組成的快速再制造成形系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 2.研究快速再制造成形系統(tǒng)的現(xiàn)場標(biāo)定問題，包括結(jié)構(gòu)光傳感器標(biāo)定，手眼標(biāo)定，工具坐標(biāo)系標(biāo)定，測量坐標(biāo)系與修復(fù)坐標(biāo)系標(biāo)定；設(shè)計(jì)傳感器標(biāo)定和手眼關(guān)系標(biāo)定的方案，提出基于圓形標(biāo)靶的工具坐標(biāo)系、測量坐標(biāo)系與修復(fù)坐標(biāo)系關(guān)系同時(shí)標(biāo)定的實(shí)用方法。
　　 3.提出針對缺損工件點(diǎn)云數(shù)據(jù)與CAD模型配準(zhǔn)的方法，首先通過主成份分析完成初始配準(zhǔn)，然后用最

3、近點(diǎn)迭代算法進(jìn)行精確配準(zhǔn)，最后通過配準(zhǔn)誤差提取缺損區(qū)域點(diǎn)云數(shù)據(jù)：提出采用線段集描述零件的缺損區(qū)域，通過平面切分和計(jì)算凸包生成修復(fù)路徑的方法。
　　 4.研究激光條紋中心提取算法，設(shè)計(jì)了基于DSP的結(jié)構(gòu)光專用圖像處理器進(jìn)行條紋中心的實(shí)時(shí)高精度提取，提高系統(tǒng)測量速度。
　　 5.建立基于結(jié)構(gòu)光視覺和弧焊機(jī)器人的快速再制造成形系統(tǒng)：對典型的缺損零件進(jìn)行再制造加工實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性。
　　 最后，總結(jié)全文的工作，對視