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六軸并聯(lián)機器人在VR眼鏡測試中的應用

一、簡介

VR眼鏡（Virtual Reality Headset）是一種能夠提供虛擬現(xiàn)實體驗的設備。利用仿真技術與計算機圖形學人機接口技術多媒體技術傳感技術網(wǎng)絡技術等多種技術集合的產(chǎn)品，是借助計算機及*新傳感器技術創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段。不僅讓每一個愛好者帶著驚奇和欣喜去體驗，更因為對它誕生與前景的未知而深深著迷。通常由頭戴式顯示器、傳感器和音頻設備組成?；镜慕Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

其中由鏡頭和液晶顯示器組合而成的光學系統(tǒng)，是此產(chǎn)品的核心部分。成像的效果直接影響到了客戶的體驗。稍有不佳，就會造成頭暈、頭痛、目眩、視物傾斜變形。甚至影響到用戶的健康。在此設備的光路中，對調(diào)整精度和維度控制上都很高。

主要需要進行以下的測試：鏡片分辨率測試、鏡片表面質(zhì)量檢測、圖像畸變測試。這些測試，都可以使用六軸并聯(lián)機器人來完成。六軸并聯(lián)機器人具有，廣泛應用于裝配、焊接、噴涂、搬運、測試等多個領域，適用于各種不同的工業(yè)應用場景。六軸并聯(lián)機器人具有六個獨立的旋轉(zhuǎn)關節(jié)，每個關節(jié)都可以實現(xiàn)自由運動，因此具有較大的工作空間和靈活性。具有較高的重復定位精度和工作精度，適用于需要高精度操作的應用場景，如裝配、焊接、對位、測量等。是現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中不可或缺的重要設備之一。

進行鏡片的分辨率測試是評估鏡片成像質(zhì)量的重要方法之一。以下是一種常見的鏡片分辨率測試方法：

測試由以下部分組成：

分辨率測試圖案：選擇一個具有高對比度和細節(jié)的分辨率測試圖案，如棋盤格、網(wǎng)格或直線圖案。如下：

光源：確保光源均勻、穩(wěn)定，以避免影響測試結(jié)果。

測量工具：使用工業(yè)相機來觀察和記錄鏡片成像情況。

調(diào)整機構(gòu)：調(diào)整工業(yè)相機、被測鏡片、分辨率測試圖案的相對機構(gòu)。在本方案中使用六軸并聯(lián)機器人來完成。

基本光路如下：

測試步驟：

設置測試環(huán)境：將被測鏡片固定在六軸并聯(lián)機器人的臺面上。同心放置在適當?shù)奈恢茫_保光線充足、均勻，避免反射和干擾。

選擇測試圖案：選擇合適的分辨率測試圖案，并將其放置在適當?shù)奈恢?，以便鏡片能夠清晰顯示圖案的細節(jié)。

觀察成像：通過六軸并聯(lián)機器人帶動被測鏡片、在相機上成像分辨率板的測試圖案。記錄成像的細節(jié)、清晰度和畸變情況。

記錄結(jié)果：記錄鏡片成像的情況，包括能夠清晰顯示的*小細節(jié)和分辨率，以及是否存在畸變、色差等情況。

在測試過程中，被測鏡片的空間位置調(diào)整的基準，需要在鏡片的焦點之上?？梢允褂昧S并聯(lián)機器人的工具坐標系的功能來實現(xiàn)。如下圖：

鏡片的表面質(zhì)量檢測是評估鏡片表面平整度、光滑度和無瑕疵程度的過程。以下是進行鏡片表面質(zhì)量檢測的一般步驟：

檢測步驟：

先清潔的測試鏡片。將鏡片固定在六軸并聯(lián)機器人的臺面上。再使用高分辨工業(yè)相機在鏡片的表面成像，來監(jiān)測表面質(zhì)量。通過圖像對鏡片表面進行全面檢查，包括平整度、光滑度和瑕疵（如氣泡、劃痕、污點等）。在檢測的過程中，機器人要帶動鏡片。沿著鏡面表面運動，掃描整個鏡片曲面。

基本光路如下：

掃描軌跡如下：

這種運動軌跡可以用運行方案的中的坐標系轉(zhuǎn)換功能來實現(xiàn)。

圖像畸變測試是指通過放置被測圖案在鏡片前，觀察圖案是否出現(xiàn)彎曲或扭曲，以檢驗光路的畸變情況。VR眼鏡的整體光路如下。

在測試過程中，要模擬眼球在光路中的動態(tài)位置。檢驗在不同的目光角度下，成像的清晰度。

測試步驟：

設置測試環(huán)境：將鏡片放置在適當?shù)奈恢?，確保光線充足、均勻，避免反射和干擾。

選擇測試圖案：選擇合適的畸變測試圖案，并將其放置在適當?shù)奈恢?，以便鏡片能夠清晰顯示圖案的直線或曲線。

觀察成像：通過六軸并聯(lián)機器人帶動工業(yè)相機觀察鏡片成像測試圖案，注意觀察圖案的直線或曲線是否呈現(xiàn)扭曲或形變。

記錄結(jié)果：記錄鏡片成像的情況，包括是否存在徑向畸變（圖像中心的直線是否彎曲）和切向畸變（圖像邊緣的直線是否彎曲）等情況。

分析結(jié)果：根據(jù)觀察和記錄的數(shù)據(jù)，評估鏡片的畸變性能，確定鏡片是否符合要求。

基本光路如下：

機器人可以實現(xiàn)對鏡片質(zhì)量的在線檢測，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施，確保產(chǎn)品質(zhì)量。將六軸并聯(lián)機器人集成到鏡片生產(chǎn)線中，實現(xiàn)鏡片測試、處理和組裝的自動化流程，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量穩(wěn)定性。通過六軸并聯(lián)機器人的應用，可以實現(xiàn)鏡片測試過程的自動化、高效化，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，同時減少人為操作的誤差和勞動強度。