應用立體視覺3D量測技術於五軸工具機防碰撞

Applying 3D stereo vision measurement to collision avoidance of five-axis CNC machine

佘東穎(Tung-Ying She)

指導教授 ： 賴文能

國立中正大學/工學院/電機工程學系/碩士(2014年)

摘要

近年來由於技術的進步，五軸工具機成為現今精密加工機器的主流趨勢。以本論文實驗用的工具機為例，五軸加工機包含了三個線性軸跟兩個旋轉軸，在多軸同動的狀況下，沒有正確的加工路徑規畫及即時線上偵測，很容易發生軸元件間碰撞的現象而導致損害。
基於上述理由，五軸工具機上的防碰撞偵測近來受到重視。傳統碰撞偵測的方法大多是使用CAD/CAM非即時性off-line模擬。然因其實際應用、效率、與準確性的限制，如果能夠發展新的on-line即時碰撞偵測方法，必定能使五軸工具機的碰撞偵測有進一步的發展。本論文研究的主要目的為把3D影像量測技術應用到五軸CNC工具機上，不僅可以達到即時線上移動量量測，亦可藉由光學系統的高解析度來達到精確測量，以補償CAD/CAM系統中G-code模擬所產生的誤差，進而達到防碰撞偵測，除了保護使用者的安全外，還可以避免因為機台損毀而造成的金錢損失。
本論文是利用多架雙眼攝影機，經過工具機初始定位後，對工具機各線性軸元件上的標籤分別進行辨識，利用立體視覺系統取得被偵測點的左右眼影像，再利用視差配合已校正的攝影機參數來估測三維空間點座標，分別對工具機多個線性軸元件計算其在3D空間中的移動量，實驗結果顯示本系統可以達到相當高的精確度 (平均誤差約為0.1mm)。

關鍵字

立體視覺 ； 五軸工具機 ； 三維量測

並列摘要

無資料

並列關鍵字

3D measurement ； stereo vision

參考文獻

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