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基于視覺反饋的龍門式碳纖維預浸帶鋪放機運動控制研究

發(fā)布時間:2021-11-07 00:15
  隨著復合材料的飛速發(fā)展,碳纖維預浸帶作為一種典型的復合材料,已經在國防建設和國民經濟中扮演著不可或缺的角色。復合材料的大量應用,使得復合材料技術日趨成熟,自動鋪放技術憑借其成型質量好和自動化程度高的優(yōu)勢,成為近年來常用的新型加工方法之一。國內自動鋪放技術經過多年的不斷努力取得了一定的成果,已經初步實現(xiàn)了自動鋪放技術的應用,但與國外相比,在復合材料原材料的研制、自動化生產、裝備技術、軟件優(yōu)化等方面依然有著很大差距。本文對龍門式碳纖維預浸帶鋪放機的運動控制進行了深入研究,主要研究了基于視覺反饋的運動控制理論,并對鋪放機系統(tǒng)的硬件和軟件分別進行了設計。具體如下:(1)分析了自動鋪放技術與機器視覺技術的國內外發(fā)展狀況,將機器視覺技術應用到自動鋪放技術中,從而確定了基于視覺反饋的龍門式碳纖維預浸帶鋪放機運動控制方式。設計了鋪放機的總體運動控制方案,包括了三大部分:鋪放頭視覺測量系統(tǒng)、基于視覺反饋的迭代學習控制系統(tǒng)和鋪放機機械執(zhí)行部分。研究了基于視覺反饋的運動控制理論,為鋪放機系統(tǒng)的硬件和軟件設計做準備。(2)實現(xiàn)了鋪放機系統(tǒng)的相關硬件設計。研究了龍門式碳纖維預浸帶鋪放機的機械結構,并對鋪放機總體...

【文章來源】: 武漢理工大學湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】:93 頁

【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 自動鋪放技術國內外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 機器視覺國內外發(fā)展狀況
    1.4 研究目的及意義
    1.5 課題研究內容
第2章 基于視覺反饋的運動控制理論
    2.1 鋪放機系統(tǒng)總體結構構成
    2.2 機器視覺原理
        2.2.1 坐標系間轉化
        2.2.2 透鏡畸變
    2.3 三維重建原理
        2.3.1 消除畸變
        2.3.2 立體校正
        2.3.3 立體匹配
        2.3.4 三維重投影
    2.4 視覺反饋原理
        2.4.1 鋪放頭位姿誤差
        2.4.2 視覺伺服原理
    2.5 迭代學習控制原理
    2.6 本章小結
第3章 系統(tǒng)硬件設計
    3.1 龍門式碳纖維預浸帶鋪放機
    3.2 視覺測量系統(tǒng)硬件設計
        3.2.1 視覺測量系統(tǒng)概述
        3.2.2 光源
        3.2.3 相機
        3.2.4 鏡頭
        3.2.5 圖像采集模塊硬件連接
    3.3 控制系統(tǒng)硬件設計
        3.3.1 控制系統(tǒng)硬件結構的總體設計
        3.3.2 PMAC運動控制卡
        3.3.3 DTC-8B轉接板
        3.3.4 伺服系統(tǒng)
    3.4 本章小結
第4章系統(tǒng)軟件設計
    4.1 軟件開發(fā)環(huán)境
    4.2 系統(tǒng)軟件結構的總體設計
    4.3 上位機軟件設計
        4.3.1 相機標定模塊
        4.3.2 圖像預處理模塊
        4.3.3 位姿獲取模塊
        4.3.4 程序設置模塊
        4.3.5 手動控制模塊
        4.3.6 自動控制模塊
    4.4 下位機軟件設計
        4.4.1 PLC控制程序設計
        4.4.2 運動控制程序設計
    4.5 本章小結
第5章 鋪放機運動控制實驗及結果分析
    5.1 實驗設備搭建
    5.2 視覺測量系統(tǒng)實驗
        5.2.1 靶板固定位置靜態(tài)實驗
        5.2.2 靶板不同位置靜態(tài)實驗
        5.2.3 靶板動態(tài)實驗
        5.2.4 誤差分析
    5.3 鋪放機系統(tǒng)整體實驗
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄:攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】:
期刊論文
[1]碳纖維復合材料在航空航天領域的應用研究 [J]. 王銘輝.  現(xiàn)代商貿工業(yè). 2019(08)
[2]汽車碳纖維增強塑料翼子板的設計及性能研究 [J]. 馬玲.  塑料工業(yè). 2019(01)
[3]淺談數(shù)字圖像處理去噪技術 [J]. 馬浩元.  通訊世界. 2019(01)
[4]機器人迭代學習控制與重復控制研究 [J]. 趙永永.  自動化應用. 2018(12)
[5]基于樹脂基復合材料自動鋪絲成型的鋪放壓力控制技術研究 [J]. 張洋,姚鋒,鄭廣強,周曉芹,黃威.  科技與創(chuàng)新. 2018(23)
[6]永磁同步電機位置伺服系統(tǒng)迭代學習控制 [J]. 馬冬麒,林輝.  微電機. 2018(11)
[7]解析CMOS圖像傳感器技術及未來發(fā)展 [J].   電子元器件與信息技術. 2018(03)
[8]復合材料自動鋪放技術的研究進展及其工藝特點分析 [J]. 徐志明.  電氣自動化. 2018(01)
[9]汽車內飾用酚醛樹脂/黃麻纖維復合材料的拉伸性能 [J]. 程遙輝,丁武學,孫宇.  工程塑料應用. 2016(12)
[10]機器視覺技術的發(fā)展現(xiàn)狀與展望 [J]. 胥磊.  設備管理與維修. 2016(09)

碩士論文
[1]基于PMAC的四軸桁架機械手控制系統(tǒng)設計與研究[D]. 楊少鋒.合肥工業(yè)大學 2018
[2]纖維鋪放成型過程應力波傳播特性及工藝優(yōu)化研究[D]. 李文奇.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]蘋果套袋機器人視覺伺服技術研究[D]. 李卓.沈陽理工大學 2017
[4]基于PMAC的磨料水射流開放式數(shù)控系統(tǒng)的研究[D]. 強靖展.西華大學 2016
[5]基于迭代學習的6-DOF機械臂軌跡跟蹤控制研究[D]. 趙志超.沈陽大學 2013
[6]復合材料切割機械手控制系統(tǒng)的設計研究[D]. 曹改芳.武漢理工大學 2013
[7]大型數(shù)控龍門銑床的虛擬樣機研究[D]. 陳旭.西安工程大學 2012
[8]基于OpenGL的虛擬鋪放機建模研究[D]. 李東海.武漢理工大學 2010
[9]鋼球表面缺陷視覺檢測技術的研究[D]. 楊陽.華東交通大學 2009
[10]鋪放頭控制系統(tǒng)的研究[D]. 吳猛.武漢理工大學 2007



本文編號:3480789

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