针对导光板模具微结构加工过程中微孔尺寸定时在位测量的要求,基于视觉测量技术提出了在微冲孔机床上集成导光板模具微孔点阵在位测量系统的解决方案。它通过相机获取微结构的加工图像,运用一系列图像处理算法提取测量目标的亚像素边缘并进行拟合。提出两步标定技术求取亚毫米视野镜头畸变映射及像素当量。通过将视觉测量结果与白光干涉仪的测量结果对比,证明该测量系统的精度能够达到±1μm以内,具有实时、快速、高精度、重复性好的等特点。

在管道全位置自动焊接过程中,焊接熔池形态监测对焊接质量控制有重要意义。设计一套熔池监测试验装置,方便采集清晰的熔池图像。运用图像处理技术检测熔池边缘。用熔池长度、熔池宽度以及熔池头部轮廓二项式系数等特征参数重新定义熔池形态。应用正交试验法和极差分析法,研究在仰焊区段焊接电流、电弧电压以及焊枪摆速等因素组合变化时对熔池形态的影响程度。结果表明:采用优化的焊接工艺参数组合,可以获得良好的焊缝成形质量。

刚度是影响柔性铰链机械性能的重要参数指标,建立复合型柔性铰链拉伸刚度模型,在不同参数、不同尺寸条件下计算其解析解,通过ANSYS Workbench对其进行静力学仿真,分析各个结构参数对其刚度的影响,同时得出该种复合柔性铰链在同等尺寸及力的作用下比传统双边平行铰链有较大的输出位移。在解析解与仿真结果误差较小的情况下,设计出一种参数最优化的复合柔性铰链并搭建了测量平台,对滚珠丝杆驱动的导轨进行了直线度误差测量,将其结果和激光干涉仪测量结果对比,验证了基于该柔性铰链搭建的测量平台满足直线度的测量需求。

针对6061铝合金车身和科技横梁积木制作的创客机器人运动不稳定问题,使用3D打印轻量化技术制造创客机器人车身,减轻了其质量、优化了其结构、改进了其性能。通过有限元分析仿真6061铝合金车身和3D打印轻量化车身的总体刚度,通过对比验证了3D打印创客机器人车身的刚度满足要求。基于FDM打印原理和设置最优切片参数3D打印了创客机器人车身,进行了轻量化效果分析和不同填充率下弹性模量的研究,解决了创客机器人运动不稳定的问题。

在导光板模具钢上加工的微结构阵列的精度决定导光板的质量。在精密撞点机上加工导光板模具的过程中,需对加工的微结构阵列在位检测,因导光板模具取下再放回机床时加工条件已发生改变,后续撞点加工已无任何意义。通过Halcon研究的精密撞点机在位检测系统可以高精度的检测微结构阵列直径和圆心距,在检测系统设计中采用了阈值分割、圆孔填充、开运算等算子和运用了亚像素边缘提取和最小二乘法拟合圆等理论。通过高精度的白光干涉仪和设计的检测系统分别对相同的微结构阵列进行检测,通过检测数据对比验证了测量系统满足设计要求。