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销轴组装机上料装置的研究

赵祥杰  
【摘要】:随着组装设备产业规模的不断扩大和客户需求的不断提高,要求各种组装机不仅能够完成各种复杂任务,而且能够适应各种极端场合,提倡高效、绿色、成本低、智能化程度高的组装设备已成为未来的发展趋势。由于芯体结构较为复杂,为了提高销轴组装机的工作性能和工作效率,需要提升芯体上料装置的智能化程度。针对这一现实需要,本文以芯体上料装置为研究对象,对其进行了结构设计、动力学仿真分析、芯体定位及矫正等工作,主要研究内容如下:(1)芯体上料装置的结构分析。根据销轴组装机的工艺过程以及结构特点,确定了芯体上料装置的工艺原理及过程,并对芯体的供料、定位、抓取、矫正、装夹、输送等过程进行了研究,确定了芯体上料装置的上料方案。并采用SolidWorks对芯体上料装置进行了结构设计,包括芯体供料模具、芯体装夹模具,芯体供料装置、芯体取料装置等,并确定了总体布局。(2)芯体上料装置的动态特性及动力学仿真分析。一方面采用有限元分析方法构建了横梁机械手有限元模型,对其进行模态分析,分析其振动响应对系统可靠性的影响,得出横梁机械手无论是低频还是高频对整机的影响程度都很小,避免了共振的发生;另一方面建立刚柔耦合多体系统动力学模型,利用ADAMS和MATLAB对横梁机械手联合仿真,分析了不同速度和不同负载的变化对机械手末端振动的影响,结果表明,速度变化对机械手末端振动的影响更为显著。(3)基于机器视觉的芯体上料定位分析。完成了视觉系统的搭建及标定工作,并采用均值滤波、中值滤波和高斯滤波等方法对图像平滑去噪处理,得出高斯滤波对图像平滑降噪处理效果较好。在此基础上,采用模板匹配与Blob分析方法对芯体模拟定位,对比得出Blob分析定位精度较高。(4)芯体定位、矫正试验。搭建试验平台,运用模板匹配和Blob分析两种方法对比试验,得出同一位置芯体坐标横向和纵向最大数据差值均小于仿真结果的差值,并在相同条件下,得出运用Blob分析定位精度较高,而运用模板匹配运算量较小;针对芯体矫正,运用高斯滤波预处理,阈值分割,特征提取,仿射变换等算法处理获得偏移角度并矫正,多次试验后,得出矫正误差均小于0.0013弧度。通过芯体定位、矫正试验,验证了其方案的可行性。


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