随着微小型制造技术的发展,微机电系统以其体积小、能耗低、稳定可靠等优点已广泛应用于航空航天、国防工业、现代医学及生物工程等领域。由于此类产品装配工艺复杂且装配精度要求高,传统的手工装配普遍存在着效率低且成品率不高等问题。机器视觉检测技术具有非接触、精度高、速度快等优点,将其应用于微装配领域可以有效弥补手工装配的不足,提高生产效率。本文以微小型平板类零件作为对象,基于题组研发的第二代微小型零件柔性自动化装配系统,开展了对于包括零件图像处理,装配特征识别及成像系统标定在内的对位检测技术研究。本文将基于轮廓特征的模板匹配法应用于零件对位特征的识别,有效提高了检测效率。论文主要研究工作如下:1.基于同轴对位基本原理,完成了应用于微小型平板类零件自动化装配的对位检测系统的搭建,包括显微成像系统硬件选型,棱镜位姿调整机构设计以及装配执行系统中精密位移台的选型、安装和调试;基于VS2010平台,利用MIL及Opencv计算机视觉库完成了图像采集、处理、识别及对位姿态偏差计算程序的编写。2.系统介绍了对比度增强、滤波去燥、阈值分割等图像预处理方法;根据微小型平板类零件成像特点,选择了针对性的算法组合对零件图像进行处理;将基于轮廓特征的模板匹配方法应用于零件对位特征识别,实现了对待装配零件的快速准确定位。3.分析同轴对位检测系统的成像模型,进行相机参数及微动转台回转中心标定;研究了棱镜姿态误差对检测精度的影响,对棱镜姿态进行校正;研究了零件重定位控制信息转换模型,加入对相机安装误差及十字台正交误差的补偿,保证了对位检测的精度。4.通过典型微小型结构装配实验验证了图像处理算法及基于轮廓特征的模板匹配法在零件对位特征识别应用中的有效性;实验装配了标准轴孔,验证了对位装配系统的综合精度。