高铁抗侧滚扭杆智能测量系统

针对高铁抗侧滚扭杆组件产品形状复杂多样、尺寸范围大的特点,研发一种在生产现场使用的抗侧滚扭杆无人化智能测量系统.构建大行程精密三坐标测量系统与数控夹具及机器人协同,通过企业MES读取扭杆产品形位尺寸及公差参数、自动规划测量项目、检测路径及轨迹,实现无人化全自动智能检测.通过智能标定及补偿、温度补偿等技术,满足车间现场下大尺寸复杂工件的精密形位尺寸测量.应用结果表明系统能够满足轨道车辆抗侧滚扭杆类产品的全自动检测要求,检测速度快、效率高.该系统技术还可以运用在类似工况环境的大量程复杂工件智能精密尺寸检测,通用性好.     

基于图像特征的平面二维尺寸测量系统

分析图像处理在测量零件的平面二维特征尺寸中的应用价值,针对大型工件二维平面特征的测量对象,设计了一个基于图像特征识别的非接触式光学尺寸测量系统。采用网格构造分区处理的图像拼接方法扩展测量范围,实现了对大型特征的完整采集。采用校正标定方法和相机校正方法减小测量系统的机械装置、光学系统等误差,提高测量精度。在对二维平面关键特征分析的基础上,利用亚像素处理提高算法精度,使最终测量精度可达到微米级。试验结果表明,该测量系统图像拼接精度可达0.8μm,测量精度高于5μm。该系统为图像处理在工业上大型工件尺寸检测方面的应用开发提供了有效的基础方法。     

基于机器视觉复杂形状工件的非接触测量方法

介绍一种利用机器视觉技术完成复杂形状工件断面尺寸检测的非接触测量方法,该方法利用数字图像处理算法对高分辨率CCD器件采集的工件断面图像进行处理,可实现多品种工件的多参数自动测量。通过系统结构和工作过程分析了影响测量精度的因素。     

基于机器视觉的铰链精密检验系统

门窗铰链是现代建筑的重要五件构件,是影响门窗质量和安全性的关键部件。介绍了作者开发的不锈钢铰链关键零件形位尺寸的智能检验系统的原理、结构和关键技术。系统应用机器视觉、激光检测技术和伺服控制、信息处理等技术实现长铰链杆件的装配孔径、孔距和平面度等参数精密检验和智能化操作。在有限的机器视觉检测分辨率情况下,保证了大范围尺寸工件检验精度±0.005 mm,检验效率达到12片/分钟,自动生成检验结果统计报表。     

基于机器视觉的复杂平面零件尺寸精密检测

针对精冲汽车零件等尺寸变化较大、局部尺寸精度要求高的零件,采用机器视觉技术进行在线精密尺寸测量。从CAD图纸文件中提取零件形状尺寸和公差等参数,生成对应的运动控制参数,实现相机沿复杂零件轮廓摄取局部图像以提高分辨率,同时运动控制系统反馈编码器得到相机的运动坐标参数。综合两者可得高精度的检测参数,再对比公差要求,即实现零件的合格判断和分类。实验表明对精冲零件的测量精度能达到0.01 mm。该方法为多品种、少批量的平面复杂零件自动测量提供了方便、可靠的解决方案。     

图像识别在轴承孔径检测中的应用

针对轴承内外圈等圆周类机械零件的尺寸检测问题,结合MATLAB图像处理模块,以提高精度和检测速度为原则,设计了基于图像识别的孔径自动检测系统.通过对采集的工件图片进行图像预处理、边缘检测准确提取出了轴承的外径和内径轮廓,采用最小二乘法对边缘点进行圆拟合,计算出了轴承的外径和内径尺寸.实验数据表明,该检测系统满足测量精度...     

基于机器人协同的复杂轴类零件多参数精密智能检测系统

针对机械行业实现"无人化生产线"的迫切需求,研发一种在生产现场使用的基于机器人协同的复杂轴类零件多参数精密智能检测系统.综合机器视觉、精密传感检测、伺服控制、网络测控等先进科技,研发了复杂精密阶梯轴类零件的直径及其跳动、阶梯长度、中心孔直径等参数的智能检测技术和成套装备;研发了检测系统与数控设备及机械手协同检测技术,实现轴类零件无人化生产;研发了嵌入式在线SPC(统计过程控制)技术,实现轴类零件生产质量监控和预警.应用结果表明,复杂轴类零件多参数精密智能检测系统以及该检测系统与多台数控设备及机械手构建的协同联动检测网络,实现了加工工件在线闭环的"无人生产线",通过在生产链中引入轴类智能检测系统与数控车床的方式,使数控车床生产工件实现形位参数自动检测、工件参数和加工路径的自修正、自动装卸等功能,测量准确、速度快、效率高.该技术可以拓展运用在多种不同类型工件的生产上,通用性好.     

数控车床在线测量路径的优化

为了提高数控车床在线检测工件的效率,提出了改进式蝙蝠算法优化在线测量路径的方法。通过读取DXF文件的方式获取待测工件的几何信息,并根据工件特征规划初始检测路径,建立检测路径优化的数学模型,采用改进式蝙蝠算法优化测点间的测量顺序,并通过设计程序生成模板,自动生成数控代码,驱动数控车床进行工件测量。针对复杂阶梯轴进行在线检测实验,相比于其他优化结果和人工规划结果缩短检测路径长度,该方法可以有效地提升工件检测的效率。     

基于机器视觉的熔融沉积成型几何质量在线检测方法

几何尺寸精度是影响工件质量的关键因素。针对熔融沉积成型连续制造过程,提出了一种基于机器视觉技术的几何质量在线检测方法。利用CCD图像传感器构建了熔融沉积成型过程图像采集系统;采用图像处理技术获取工件轮廓信息,完成以像素为单位的几何尺寸测量。通过尺寸标定将图像尺寸转化为工件的实际物理尺寸,从而可以与设计模型的理论尺寸进行比较,计算制造误差,为生产者判断熔融沉积成型工件几何质量是否满足要求提供了新的思路。     

基于 ICT 图像与设计模型的制造误差检测方法

使用二维CT图像与设计模型通过比对进行制造误差分析时,必须知道CT图像在设计模型中的位置,而位置的确定往往需要在工件上找到一个和设计模型相匹配的基准位置,并对该位置进行精加工,这增加了工件加工的周期和制造成本。针对该问题,本文提出一种自动搜索CT图像的设计模型来完成工件制造误差检测的方法。该方法首先提取CT图像的边缘,然后把点云设计模型分层切片;接着通过Hu矩匹配,ICP配准自动搜索到与CT图像相匹配的点云切片;最终根据两者的配准结果,计算工件误差分布,完成工件的制造误差检测。为验证该方法的可行性,采用已知尺寸的标准工件进行检测,结果表明,检测误差集中分布在0～0.25 pixel之间,具有较高的检测精度。并对两个实际工件进行检测,验证了该方法的适用性。本文在无须确定工件基准位置的情况下,使用工件二维CT图像与设计模型完成工件的制造误差计算、分析与显示,具有很高的实用意义。     

明弧堆焊工件轮廓自动检测系统设计

明弧堆焊工件的轮廓检测是实现堆焊过程自动化的重要环节,基于实时的工件轮廓检测数据,才可以根据堆焊参数模型实现焊接路径的动态规划的计算机自动处理。根据堆焊工艺及系统的特殊性设计了一款适用动态轮廓检测系统,估计了系统检测精度,建立了系统的模型并进行了仿真分析及Dspace半实物仿真、实际控制系统验证。结果表明,该系统在有限的轮廓变化率的条件下,满足精度设计要求。     

基于检测状态模型的飞机结构件在线检测路径规划

针对飞机结构件在线检测路径规划中零件工艺模型伴随加工过程动态变化、检测工艺复杂的难点,提出了基于检测状态模型的飞机结构件在线检测路径规划方法。检测状态模型以特征为载体,以干涉特征和虚路径表达干涉规避、路径优化等知识和经验,并随着加工过程动态扩充。基于检测状态模型,按照检测操作级、检测特征级、特征自身级三级实现了在线检测路径规划。根据以上研究,基于CATIA V5开发的在线检测数据自动生成系统已在某大型航空企业中得到成功应用。     

叶片复杂曲面的机器人抛磨工艺规划

为了实现复杂曲面工件的智能抛磨加工,对叶片复杂曲面进行机器人抛磨工艺规划。对抛磨点位置规划算法和基于最大接触原则的抛磨姿态规划算法进行了研究。首先,通过平行截面法获得抛磨路径割线,以非均匀有理B样条(NURBS)曲线描述。接着,提取曲线特征参数,根据设定的阈值进行抛磨点规划,再基于抛磨轮与工件的最大接触原则进行抛磨点姿态规划,从而得到完整的抛磨路径。然后,将工件位姿从工件坐标系转换到TCP坐标系。最后,搭建了柔性抛磨系统仿真平台生成机器人控制程序。实验结果表明,此方法规划的路径可用于叶片复杂曲面的机器人抛磨加工。分别用本文规划所得路径和CAM软件规划所得路径对叶片进行抛磨加工,测得表面粗糙度分别为0.695~0.930μm和2.803~3.243μm。本文提出的抛磨位姿规划方法可用于复杂曲面工件的抛磨路径规划,使工具和工件保持最大接触,从而避免了位姿不合理所产生的过抛和欠抛。     

产品装配工艺虚拟规划系统研究

装配是决定产品制造质量的最终环节,是复杂产品结构设计和工艺规划的关键内容。基于虚拟现实的产品装配智能规划技术,被认为是支撑智能制造的关键使能技术之一。首先在虚拟现实环境中,研究了基于材质、表面纹理、三维模型等多信息融合的多视图模型表示方法。然后以减速器为对象,应用Virtools引擎,基于装配约束驱动开发了一套产品装配智能规划原型系统,基本实现了装配序列规划、装配路径规划、人机工程模拟、装配干涉检验、装配优化报告生成等过程的自动化和智能化。重点解决了虚拟装配智能引导、装配路径自动规划、多视图模型表示等关键技术难点。     

基于机器视觉的衔铁组件质量检测系统设计北大核心CSCD

针对衔铁组件几何参数人工测量精度低、一致性差的问题,为进一步改善工件的品质管控,设计一种基于机器视觉的衔铁组件品质检测系统。采用2套视觉系统对工件正面、侧面分别成像用于不同尺寸参数的测量。在A尺寸测量中,通过特征定位点建立相对坐标系,从原始图像中截取包括小轴凸台和参考边感兴趣区域并对该区域图像进行预处理,在ROI区域内采用Canny算法进行凸台边缘检测以降低粉尘等带来的边缘检测干扰。针对工件厚度待测区域远超视觉系统的景深,通过在夹爪上布置参考块间接测量厚度值。采用不同批次的工件用于试验,试验结果显示品质管控准确率达100%,与图像尺寸测量仪的误差不超过5μm,可以满足工件品质管控的应用需求。     

焊缝轮廓自动识别激光焊接系统研究

基于视觉系统对工件焊缝轮廓进行图像采集,经过软件处理,自动生成焊缝轨迹。系统包括图像采集模块,信号处理模块,轨迹生成系统及监视系统。着重阐述了图像采集及处理过程,并且对轨迹生成过程中的位置补偿进行分析,实现对工件的精确定位和焊接。图像信号经过软件程序处理转化成特征坐标值,对来料尺寸进行检测,实现对来料工件焊缝尺寸的判定。     

室内三维测量方法及其系统

现阶段室内三维尺寸测量大多采用激光测距仪,卷尺等工具,存在人为因素大、效率低、不规则房间不易测量的缺点。针对室内三维尺寸检测存在的问题,给出了一种新的三维自动测量算法,并开发出了相应的机械系统、控制系统。介绍了三维测量仪的扫描路径规划;说明了在室内空间建立多个平面坐标系,并进行空间坐标采样的过程;分析了利用坐标转换、最小二乘法直线拟合和空间解析几何快速并准确的获得室内三维尺寸的方法。通过对样本房间的试验检测,实现了快速、自动、较高精度的三维尺寸测量。     

各种轴向对刀量仪在数控外圆磨床上的应用

在数控端面外圆磨床或数控内、外圆磨床上,大部分都配备了端面对刀量仪和内、外圆测量量仪,使工件在磨削加工中,形成了一个闭环反馈,控制了磨床的加工精度.在磨削加工过程中,对加工工件的尺寸变化,量仪检测器进行在线检测,其结果随时向数控系统发出各种信号,例如粗磨、精磨、光磨信号,系统能自动改变加工程序,从而达到控制加工精度的一致性,提高了工件加工精度和工作效率,预防了废品的产生.对于一些加工带轴肩的外圆工件来说,为了纠正工件中心孔深浅的不一致而引起端面轴向位置的偏差,应用了轴向对刀量仪装置来检测加工工件的端面位置,从而使工件端面能正确定位.这样在数控磨床上加工多台阶工件带来可能和方便.     

基于PLC的轴承生产线质量检测系统的研究

介绍了一种以PIC为控制中心的轴承质量检测系统,在系统结构的基础上,介绍了系统的工作流程和软硬件的设计方法.该系统具有轴承生产线上自动上料、定位、检测、分选的功能,实现了轴承生产线自动化质量检测,提高了检测精度和工作效率.     

一种结合激光测量与视觉检测的尺寸测量方法

为了简化传统的视觉检测中对测量系统进行的复杂重复标定过程,将激光测量应用到视觉检测中,结合激光测距获得的距离参数与光斑图像检测得到的相关参数,进行精密尺寸测量。为进一步提高测量精度,以椭圆最小二乘拟合法为基础,提出了一种检测光斑中心距的亚像素级定位算法。根据该测量方法设计了尺寸测量系统,进行了若干测量精度实验。结果表明,该方法对目标尺寸测量的相对精度优于0.1%,满足工业化需求,亦可推广至对动态目标的位移测量。