激光陀螺抖动轮自动装配系统关键技术研究

《激光陀螺抖动轮自动装配系统关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、硕士学位论文激光陀螺抖动轮自动装配系统关键技术研究RESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFAUTOMATICASSEMBLYSYSTEMOFLASERGYRODITHERING-WHEEL李占京哈尔滨工业大学2014年7月国内图书分类号：TP242.2学校代码：10213国际图书分类号：681.5密级：公开工学硕士学位论文激光陀螺抖动轮自动装配系统关键技术研究硕士研究生：李占京导师：荣伟彬教授申请学位：工学硕士学科：机械电子工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2014年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP242.2U.D.C.:6

2、81.5DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONKEYTECHNOLOGIESOFAUTOMATICASSEMBLYSYSTEMOFLASERGYRODITHERING-WHEELCandidate:LiZhanjingSupervisor:Prof.RongWeibinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechatronicsEngineeringAffiliation:SchoolofMechatronicsEngineeringDa

3、teofDefense:July,2014DegreeConferringInstitution:HarbinInstituteofTechnology摘要激光陀螺因其具有结构简单、工作寿命长、可靠性高、工作温度范围宽、重复性好等优点而在航空科技等领域广泛应用。抖动轮为激光陀螺抖动系统的重要组成部件，目前抖动轮相关部件装配为人工完成，装配效率低、一致性较差。为此，本文研制出一个能完成激光陀螺抖动轮自动装配任务的装配系统。通过对抖动轮装配流程以及系统功能要求分析，确定该系统的总体方案，设计出的装配系统机械机构共包括9个模块。涂胶与胶层厚度检测是装配系统的两个关键技术，因此详细介

4、绍了涂胶、胶层厚度显微检测相关的机械机构设计以及重要部件选型。采用模块化设计思想设计自动装配系统的硬件控制系统及软件控制系统，使控制系统具有较强的扩展性与可靠性。利用VC++在上位机上编写该系统控制程序，实现了人机交互。软件编程过程中，采用多线程机制进行相关程序控制，实现多任务并行执行，节约工作时间，优化了工作流程以及提高了系统效率。在点胶轨迹规划方面，受涂胶空间、胶液粘度等因素限制，涂胶工艺将分为点胶和抹胶两个步骤。本文建立了点胶数学模型以及抹胶数学模型。通过模拟仿真对比5种点胶路径，三离散点型点胶路径具有更高的综合优势，选为最终点胶轨迹，其仿真实验中最大胶液覆盖率达到89

5、.34%，满足技术指标要求。在胶层厚度显微视觉检测方面，本文设计了自动调焦系统和调焦评价函数，完成了清晰图像的获取。中值滤波滤除图像中噪声后，采用改进后的Canny边缘检测算法检测图像中边缘信息。在改进的Canny算法中引入了万有引力场强度概念替代图像梯度，将传统Canny算法中2×2阶梯度算子扩展成3×3阶引力场强度算子，并基于梯度幅值均值及均方差建立了显微视觉下的阈值自动选取方法。对边缘检测获得的图像进行形态学闭运算，使边缘线更加连贯。根据几何特征提取胶层边缘线，使用最小二乘法对其进行拟合成直线，图像中的拟合直线线段间的距离即为胶层厚度。通过标定实验，测定视野中图像实际尺

6、寸。最终通过实验检测，本文设计的图像处理过程可以顺利完成非接触式陶瓷片与轮毂间胶层厚度显微视觉检测任务，满足设计要求。关键词：激光陀螺抖动轮；自动装配；点胶轨迹规划；改进Canny算法；显微视觉检测；-I-AbstractSincelasergyroshaveadvantagesofsimplestructure,longservicelife,highreliability,wideworkingtemperaturerange,goodrepeatability,theyarewidelyusedinthefieldofaviationscienceandtechnoly

7、.Dithering-wheelisanimportantcomponentoflasergyro,anditisassembledbymanualmethod,whichislowefficiencyandpooronsistency.Therefore,thispaperdevelopedanautomaticassemblysystemoflasergyrodithering-wheel.Generalplanningofthissystemwasdeterminedbyanalysingofth