制孔刀具作为机械模块制孔过程中用到的钻头材料,其制孔过程中的磨损程度决定了打出相应成孔的质量。为了减少机械模块制孔过程中的成本、提高制孔效率,使得制孔加工前的刀具能够保证一定的制孔质量,企业需要在对机械模块制孔之前进行试刀检测。如果能实时地检测出试刀过程中,打出相应成孔的目标参数,这些参数就能一定程度上反映刀具的磨损程度,从而保证刀具打在机械模块上成孔质量;同时,如果能开发一款快速、实时检测锪孔参数的自动化平台,就能解决当前国内机械制孔过程中主要依靠人工仪器检测成孔质量的现状,从而保证检测的效率与准确度。依据实际工程出发,可采用基于点云算法的检测方式实现对锪孔成孔的高效检出。为满足实际的工程需求,本文对点云算法进行研究,开发一套行之有效的锪孔成孔检测平台。本文的主要工作如下:(1)针对当前国内机械模块制孔过程中,较少对锪孔成孔的孔深、上下圆面半径、锪窝角以及上下圆面的法向量夹角这4类目标进行实时检测的现状,本文进行了基于点云的锪孔成孔质量检测系统研究与实现。(2)为了对获取的点云图像进行处理,本文研究了点云算法。本文实现了对锪孔点云图像的预处理,预处理包括点云阵的滤波、平滑以及分割。接着,本文对锪孔的4类质量目标的检测算法进行了选取和设计。在点云阵预处理阶段,本文用直通滤波器进行了滤波,然后利用移动最小二乘法对点云阵进行了光滑,并做了法向量估计。在原有的随机采样一致性算法的基础上,本文在采样的模型评估中,加入了判断法向量的条件,改进了原有的随机采样一致性分割算法。改进的算法能改善由于阈值设置不妥造成的边缘恶化情况。在对锪孔面的质量目标检测阶段,本文利用点云的边缘提取算法得到的锪孔曲面边缘点云带,计算出锪孔曲面的上下半径、上下面法向量夹角、锪孔深度三类参数,利用随机采样一致性算法的圆锥面拟合计算锪窝角。(3)本文对锪孔成孔质量检测系统进行设计与实现,在实际工程的需求下,分别从硬件以及软件两个部分进行设计。硬件部分包含了电机运动模块、点云数据采集模块;软件部分包括PLC控制流程的设计、运动执行模块的报警反馈、点云数据处理软件设计以及网页服务器设计。(4)在实际的制孔加工环境下,分别对锪孔的4类目标进行检测;同时,测试并分析平台的反馈功能与实时性。经过测试,本论文开发的系统能实时地将锪孔成孔的4类目标精确检出,满足现场实际需求,系统反馈功能有效运行,达成锪孔检测系统的设计目标。