“中国制造2025”战略提高了对国家制造业自主创新能力的要求,也加速了汽车生产加工等制造工业的产业升级。曲轴瓦盖是汽车发动机的关键零件之一。瓦盖和缸体的精密结合是曲轴高速平稳运转的前提,所以在缸体上压装曲轴瓦盖成为汽车发动机生产工序中的重要步骤。目前国内对曲轴瓦盖的检测与安装依然采用人工方式,存在主观性强、标准不统一、人力成本高和劳动强度大等问题,亟需智能化的系统和方法代替传统方式对瓦盖进行自动安装和检测。本文针对曲轴瓦盖装配系统自主作业的需求,提出了一种基于3D视觉的曲轴瓦盖检测与定位方法,辅助机器人进行曲轴瓦盖上料。本文主要研究内容如下:1.根据汽车发动机厂生产环境、工艺要求以及曲轴瓦盖的材质和结构特征,为瓦盖自动取料机器人的3D视觉系统设计了对应的照明成像方案和配套的装置结构。该系统能够有效采集与检测瓦盖图像,并通过信号控制机器人和机械电气模块,实现曲轴瓦盖产品的自动检测与上料。2.针对瓦盖组摆放方向和组内顺序异常的检测难题,提出了一种基于模糊推理的瓦盖组状态检测方法。首先对瓦盖上表面图像进行通道转换和中值滤波等预处理抑制噪声,凸显特征,再使用Canny算子提取边缘模板。通过结合图像金字塔的模板匹配识别瓦盖组,再计算定位瓦盖上的螺栓圆孔和油墨线条位置。在此基础上,基于模糊理论设计了模糊推理系统的输入/输出、模糊隶属度函数和模糊规则,采用模糊决策的方法来判定瓦盖的放置方向和顺序异常。3.提出了一种基于线激光的3D视觉定位方法。在二维模板匹配的基础上,通过与相机成角度的线性激光器进行二次激光成像,然后提出一种改进的Steger算法提取激光光条中心线,并将两幅激光图像合并成一幅激光图像;在此基础上,提取激光线平面的关键节点,从而计算瓦盖组的高度位姿信息。经过标定的转换矩阵可以确定瓦盖组在世界坐标系下的位置和姿态,以引导取料机器人对瓦盖组进行抓取和放置。实验证明方法满足实时性和精准度的工程要求。