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面向螺纹装配机械臂的双目视觉测量系统研究

面向螺纹装配机械臂的双目视觉测量系统研究

作者：张艺哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着智能制造技术的迅速发展及工业机器人的广泛应用,机器视觉技术在工业机器人智能装配任务中的优势逐渐显现。在装配任务中轴孔配合及螺纹装配最为频繁,因此本文围绕螺纹组件的装配问题,对视觉引导机器人的装配系统在应用过程中的关... 详细信息

随着智能制造技术的迅速发展及工业机器人的广泛应用,机器视觉技术在工业机器人智能装配任务中的优势逐渐显现。在装配任务中轴孔配合及螺纹装配最为频繁,因此本文围绕螺纹组件的装配问题,对视觉引导机器人的装配系统在应用过程中的关键技术展开研究。主要内容如下:(1)对智能制造领域中工业机器人的应用,自动螺纹装配系统及空间圆的位姿解算的国内外研究现状进行分析,确定系统方案及本文的研究内容。在明确了系统要求后,从硬件和软件两个方面完成面向螺纹装配机械臂的双目视觉测量系统总体方案的设计。完成实验硬件平台的设计和关键组件的选型,针对选用的机械臂型号建立相应的D-H运动学模型,分析和搭建系统软件功能及框架。(2)搭建Eye-in-Hand手眼配合模式的螺纹装配视觉测量系统,对系统中涉及的坐标转换模型进行研究,在此基础上完成各系统的标定,确定系统关键组件之间的位姿关系,并根据相应的标定结果进行校正。(3)将圆作为螺纹孔特征,对研究问题进行简化,采用双目立体视觉对空间圆位姿进行解算。在完成标定和校正的基础上,对左右相机图像采用基于弧段重组的椭圆检测算法进行椭圆检测,提取椭圆边缘特征点,并基于极线约束和顺序一致性约束对特征点进行立体匹配及三维重建,最后采用RANSAC对三维点进行拟合得到椭圆(圆)所在平面的法向量,从而实现了空间中螺纹孔的位姿估计。(4)基于双目立体视觉对螺纹孔端面圆进行识别与定位,进而引导机械臂完成螺纹装配。首先对比分析经典椭圆检测算法和系统采用的基于弧段重组的椭圆检测算法,验证椭圆检测算法的有效性和鲁棒性;其次针对实验所用M10×1.25螺纹进行螺纹装配所允许的角度和位置误差分析,采用设计加工的带圆斑点棋盘格标定板进行空间圆定位算法精度的验证,向量平均偏角为2.880°,在X方向的平均误差为0.839mm,在Y方向的平均误差为0.058mm,在Z方向的平均误差为0.204mm,满足螺纹装配定位精度要求。最后,在验证的基础上进行螺纹装配对准实验,实现内外螺纹对齐,进而验证此方法的有效性和可靠性。

关键词：双目立体视觉椭圆检测位姿估计螺纹装配

一种机器人螺纹装配位姿调整新方法的理论研究

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机床与液压 2000年第1期28卷 21-23页

作者：李绣峰刘桂雄谢存禧华南理工大学机电工程系广州510641

本文首先简要介绍一种用于螺纹孔方向偏差检测和位置检测的新颖光纤传感器的机理，重点介绍基于该传感器在ＳＣＡＲＡ机器人螺纹装配应用中螺纹孔位姿偏差的调整及仿真的理论研究。结果表明，借助螺钉与螺纹孔相对位置状态划分及相互转... 详细信息

本文首先简要介绍一种用于螺纹孔方向偏差检测和位置检测的新颖光纤传感器的机理，重点介绍基于该传感器在ＳＣＡＲＡ机器人螺纹装配应用中螺纹孔位姿偏差的调整及仿真的理论研究。结果表明，借助螺钉与螺纹孔相对位置状态划分及相互转化从而逐步减小位姿偏差的调整方法，是一种简捷、易行、实用的方法。

关键词：机器人螺纹装配光纤传感器位姿调整

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某产品螺纹装配中的扭矩控制

国防制造技术 2015年第4期 20-23页

作者：李俊杰乔行浩孙安昌张伟北方特种能源集团西安庆华公司陕西西安710025

在火工品装配中,对定扭矩有要求的螺纹产品,装配后必须用扭力扳手进行校验,这样会导致装配程序费力繁琐。针对此方法存在效率低、危险场合生产人员过多等问题,本文设计了一种半自动螺纹装配装置。该装置通过快速分离机构,扭矩检测控制... 详细信息

在火工品装配中,对定扭矩有要求的螺纹产品,装配后必须用扭力扳手进行校验,这样会导致装配程序费力繁琐。针对此方法存在效率低、危险场合生产人员过多等问题,本文设计了一种半自动螺纹装配装置。该装置通过快速分离机构,扭矩检测控制机构、制动机构、随动机构等快速控制、检测、脱离、制动,保证产品扭矩,通过控制箱协调整个过程控制。

关键词：螺纹装配扭矩控制离合器扭矩检测

机器人螺纹柔性装配中螺纹可装配性的几何分析

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光学精密工程 1998年第5期6卷 46-52页

作者：李绣峰刘桂雄谢存禧李玩雪华南理工大学机电工程系

从螺纹的主要几何参数及其配合公差入手，分析机器人螺纹柔性装配初始旋合状态的几何过程，推导出决定机器人夹持器转动中心位置偏差范围内、外螺纹配合零件间允许位置和角度偏差的数学表达式，它对夹持器柔顺度的设计和机器人主动位置... 详细信息

从螺纹的主要几何参数及其配合公差入手，分析机器人螺纹柔性装配初始旋合状态的几何过程，推导出决定机器人夹持器转动中心位置偏差范围内、外螺纹配合零件间允许位置和角度偏差的数学表达式，它对夹持器柔顺度的设计和机器人主动位置调整和控制技术的研究起到重要的指导作用。

关键词：螺纹装配机器人几何分析柔性装备

基于视觉识别的发动机挠性飞轮盘螺纹装配机器人

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现代制造技术与装备 2018年第5期54卷 96-96,98页

作者：赵猛山东中车同力达智能机械有限公司济南250000

发动机挠性飞轮盘是汽车发动机的核心部件之一,是连接发动机和变速器的纽带,可使发动机输出的转速、扭矩更加均匀。针对目前国内螺栓装配设备兼容性差、控制精度低和人工装配因素等会影响装配质量和效率的问题,研发了发动机挠性飞轮盘... 详细信息

发动机挠性飞轮盘是汽车发动机的核心部件之一,是连接发动机和变速器的纽带,可使发动机输出的转速、扭矩更加均匀。针对目前国内螺栓装配设备兼容性差、控制精度低和人工装配因素等会影响装配质量和效率的问题,研发了发动机挠性飞轮盘螺纹装配工业机器人项目,提高了装配的自动化和柔性化程度,保证了装配质量和生产效率。

关键词：发动机挠性飞轮盘螺纹装配视觉识别工业机器人

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航天产品非标螺纹零件自动拧紧系统开发

航天产品非标螺纹零件自动拧紧系统开发

作者：董信北方工业大学

学位级别：硕士

广泛应用于航天的控制力矩陀螺是一种用于控制飞行器在太空中的运行姿态的高速轴系组件,主要由框架、转子、电机等零件构成。控制力矩陀螺产品的零件采用多处螺纹连接,对拧紧力矩有非常高的要求,当前主要采用手工装配,存在力矩施加不精... 详细信息

广泛应用于航天的控制力矩陀螺是一种用于控制飞行器在太空中的运行姿态的高速轴系组件,主要由框架、转子、电机等零件构成。控制力矩陀螺产品的零件采用多处螺纹连接,对拧紧力矩有非常高的要求,当前主要采用手工装配,存在力矩施加不精确、工人劳动强度大等不足。本文面向航天企业的生产需求,设计一种自动化的拧紧系统,实现拧紧装配过程的自动化和数字化,论文主要内容包括:(1)提出了航天产品非标螺纹零件自动拧紧装备的一体机总体设计方案,在分析装配产品的特殊性以及拧紧力矩施加的精度要求基础上,完成了双工位自动拧紧装备机械本体设计,包括带力矩反馈的自动拧紧机构、航天产品的力反馈非伤害夹紧机构、龙门式拧紧主轴运动机构、双工位工件定位机构以及一体化控制柜等结构的设计与选型计算。(2)完成了航天产品非标螺纹零件自动拧紧装备控制系统的“运动控制器+计算机”的总体架构和控制柜布局设计,运动控制器负责拧紧装备各轴的数字化位置控制,计算机作为上位机负责人机交互,生产数据管理,多路力、力矩传感器信号采集等功能。制定了自动拧紧装备的工作流程,基于Visual Studio 2019开发环境,开发了自动拧紧装备的上位机应用软件,包括系统管理、自动拧紧、参数设置与显示等功能模块。(3)完成了航天产品非标螺纹零件自动拧紧装备的样机调试,并在此基础上进行了力矩施加和自动拧紧的工艺试验,试验结果表明:本文所研发的自动拧紧装备可以实现拧紧力矩的精准施加,力矩控制精度优于生产实际要求的1N·m,装备运行稳定,可以满足航天产品的装配生产需求,实现了航天产品非标螺纹零件拧紧装配的数字化和自动化。

关键词：自动拧螺丝机螺纹装配力矩精准施加自动拧紧

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引进德国DGD螺纹拧紧工具的国产化

装备维修技术 1999年第Z1期 21-24页

作者：石力东风汽车公司设备制造厂

螺纹装配控扭技术日益受到汽车装配业的重视,但目前可控扭螺纹拧紧工具生产在国内是项空白,因此“八五”期间东风汽车公司投入巨资从德国 DGD 公司引进了可控扭螺纹拧紧工具技术,本文简要就消化、转化、试制以及国产化中的多项技术问题... 详细信息

螺纹装配控扭技术日益受到汽车装配业的重视,但目前可控扭螺纹拧紧工具生产在国内是项空白,因此“八五”期间东风汽车公司投入巨资从德国 DGD 公司引进了可控扭螺纹拧紧工具技术,本文简要就消化、转化、试制以及国产化中的多项技术问题进行分析,阐述解决之对策;介绍了几种新工艺,这些对引进技术的国产化起到了关键作用。目前国产化率达到80％,已具备批量供货能力并投入市场,改变了目前可控扭螺纹拧紧工具依靠进口的格局,填补了国内空白。

关键词：螺纹拧紧工具螺纹装配国产化

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螺纹联接及拧紧控制研究

自动化应用 2022年第5期 140-142页

作者：崔云峰卢晟曦巩悦中国船舶重工集团公司第七一一研究所上海201108

螺纹联接因其结构简单,联接可靠,操作方便等优点,在机械制造行业中得到广泛的运用。在现代化的设备组装中,螺纹拧紧是必不可少的装配工艺。主要对螺纹拧紧技术进行研究与分析,重点阐述螺纹联接过程中的受力情况,分析螺纹联接类型对扭矩... 详细信息

螺纹联接因其结构简单,联接可靠,操作方便等优点,在机械制造行业中得到广泛的运用。在现代化的设备组装中,螺纹拧紧是必不可少的装配工艺。主要对螺纹拧紧技术进行研究与分析,重点阐述螺纹联接过程中的受力情况,分析螺纹联接类型对扭矩的影响,介绍常用拧紧控制方法,归纳总结每种控制方法的优缺点及适用场合,提高对拧紧技术的掌握程度和运用能力。

关键词：螺纹紧固件螺纹联接螺纹拧紧螺纹装配拧紧控制

IGBT型功率器件多工位自动装配装置的设计与研究

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IGBT型功率器件多工位自动装配装置的设计与研究

作者：段晓威中南大学

学位级别：硕士

摘要：自动装配装置在各行业中占据越来越重要的地位,尤其是电子制造这种劳动密集型行业。针对IGBT型功率器件的装配,本文在对其装配工艺进行充分研究的基础上,研制了一套自动装配装置,不仅解决了劳动力成本日益增加的问题,还提高了产... 详细信息

摘要：自动装配装置在各行业中占据越来越重要的地位,尤其是电子制造这种劳动密集型行业。针对IGBT型功率器件的装配,本文在对其装配工艺进行充分研究的基础上,研制了一套自动装配装置,不仅解决了劳动力成本日益增加的问题,还提高了产品质量与生产效率,促进了企业升级,推动了整个电子行业的快速发展。本文主要研究内容如下：1、针对IGBT型功率器件各元器件,分析了各元器件的外形特征和来料姿态、大概率分布的自由姿态以及装配姿态之间的关系对其自动上料工艺的影响,详细研究了各元器件的自动送料、取料、转移、放料工艺,最终确定了各元器件的自动上料工艺流程。2、通过对IGBT型功率器件自动装配工艺关键问题的研究,解决了螺母上料姿态稳定性问题、IGBT主动下滑轨迹最优问题、散热片来料位置及姿态不确定问题,优化了散热膏涂装方式,研究了螺钉组装导正性问题。3、设计研究了该IGBT型功率器件多工位自动装配装置,并仿真分析了转盘模块弹性变形对装配精度的影响。4、研制了IGBT型功率器件多工位自动装配装置的样机,通过整机的稳定性实验,验证了对该IGBT型功率器件自动装配工艺研究的正确性及对关键问题提出的解决方法或优化方案的可行性,以及整机装置设计研究的可行性。并在实际生产中投入了使用,表明了其经济价值。

关键词：电磁振动送料主动下滑轨迹自动涂装机械臂螺纹装配样机研制