题目：激光扫描视觉系统在装配过程中的应用

在复杂结构件自动化装配过程中，数字化测量定位技术是衡量装配质量的重要标准。采用接触式探针测量方式可以获得结构件的位置与姿态，但是由于探针测量对固定点进行测量，不能实时反映整个结构件的空间形状与位置，也不能确定两个结构件的接口的位置信息。形面结构复杂、装配关系复杂的结构件实体与CATIA中的数字模型有一定误差，不能够实现自动装配。因此本文构建了基于机器视觉的激光扫描测量系统，实现对复杂结构件的接口的位置和姿态的测量,为复杂结构件进一步装配过程提供了数据基础。文章对CATIA虚拟装配平台和数控装配平台的控制系统进行了介绍。由于本系统测量的数据是传送到CATIA虚拟装配软件平台，经过虚拟软件平台进行装配路径设计，之后进行装配路径仿真，确认装配时无任何干涉后将装配路径传送给装配平台的运动控制系统，由控制系统控制调整台的进给以实现结构件的装配对接。文章分析了激光扫描视觉系统的基本原理及工业辅助机器人的运动原理，根据装配的要求，对摄像机的相关参数进行标定求解。完成了对复杂结构件装配曲线接口的建模，根据装配系统中各坐标系之间关系，建立机器人各关节之间的坐标转换模型及CCD相机坐标系和机器人末端法兰盘坐标系的转换模型。根据结构件装配模型给出了机器人末端的坐标轨迹方程。文章进行了测量系统数据处理。根据装配实际需求实现了测量数据的采集，数据格式的转换，计算及传输。最后利用搭建的3D激光扫描测量系统，与整体自动装配系统协同工作，获得实验数据，分析了产生测量误差的原因及解决办法。经过多次的装配测量实验及数据分析后得出，本系统的最大测量误差为0.2570mm，平均误差为0.1113mm，在装配误差允许的范围内。因此，本文提出的激光扫描测量系统可以应用于复杂结构件装配过程。