六轴并联机器人在VR眼镜测试中的应用

一、简介

VR眼镜（Virtual Reality Headset）是一种能够提供虚拟现实体验的设备。利用仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术集合的产品，是借助计算机及*新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。不仅让每一个爱好者带着惊奇和欣喜去体验，更因为对它诞生与前景的未知而深深着迷。通常由头戴式显示器、传感器和音频设备组成。基本的结构如下图所示：

其中由镜头和液晶显示器组合而成的光学系统，是此产品的核心部分。成像的效果直接影响到了客户的体验。稍有不佳，就会造成头晕、头痛、目眩、视物倾斜变形。甚至影响到用户的健康。在此设备的光路中，对调整精度和维度控制上都很高。

主要需要进行以下的测试：镜片分辨率测试、镜片表面质量检测、图像畸变测试。这些测试，都可以使用六轴并联机器人来完成。六轴并联机器人具有，广泛应用于装配、焊接、喷涂、搬运、测试等多个领域，适用于各种不同的工业应用场景。六轴并联机器人具有六个独立的旋转关节，每个关节都可以实现自由运动，因此具有较大的工作空间和灵活性。具有较高的重复定位精度和工作精度，适用于需要高精度操作的应用场景，如装配、焊接、对位、测量等。是现代工业自动化生产中不可或缺的重要设备之一。

进行镜片的分辨率测试是评估镜片成像质量的重要方法之一。以下是一种常见的镜片分辨率测试方法：

测试由以下部分组成：

分辨率测试图案：选择一个具有高对比度和细节的分辨率测试图案，如棋盘格、网格或直线图案。如下：

光源：确保光源均匀、稳定，以避免影响测试结果。

测量工具：使用工业相机来观察和记录镜片成像情况。

调整机构：调整工业相机、被测镜片、分辨率测试图案的相对机构。在本方案中使用六轴并联机器人来完成。

基本光路如下：

测试步骤：

设置测试环境：将被测镜片固定在六轴并联机器人的台面上。同心放置在适当的位置，确保光线充足、均匀，避免反射和干扰。

选择测试图案：选择合适的分辨率测试图案，并将其放置在适当的位置，以便镜片能够清晰显示图案的细节。

观察成像：通过六轴并联机器人带动被测镜片、在相机上成像分辨率板的测试图案。记录成像的细节、清晰度和畸变情况。

记录结果：记录镜片成像的情况，包括能够清晰显示的*小细节和分辨率，以及是否存在畸变、色差等情况。

在测试过程中，被测镜片的空间位置调整的基准，需要在镜片的焦点之上。可以使用六轴并联机器人的工具坐标系的功能来实现。如下图：

镜片的表面质量检测是评估镜片表面平整度、光滑度和无瑕疵程度的过程。以下是进行镜片表面质量检测的一般步骤：

检测步骤：

先清洁的测试镜片。将镜片固定在六轴并联机器人的台面上。再使用高分辨工业相机在镜片的表面成像，来监测表面质量。通过图像对镜片表面进行全面检查，包括平整度、光滑度和瑕疵（如气泡、划痕、污点等）。在检测的过程中，机器人要带动镜片。沿着镜面表面运动，扫描整个镜片曲面。

基本光路如下：

扫描轨迹如下：

这种运动轨迹可以用运行方案的中的坐标系转换功能来实现。

图像畸变测试是指通过放置被测图案在镜片前，观察图案是否出现弯曲或扭曲，以检验光路的畸变情况。VR眼镜的整体光路如下。

在测试过程中，要模拟眼球在光路中的动态位置。检验在不同的目光角度下，成像的清晰度。

测试步骤：

设置测试环境：将镜片放置在适当的位置，确保光线充足、均匀，避免反射和干扰。

选择测试图案：选择合适的畸变测试图案，并将其放置在适当的位置，以便镜片能够清晰显示图案的直线或曲线。

观察成像：通过六轴并联机器人带动工业相机观察镜片成像测试图案，注意观察图案的直线或曲线是否呈现扭曲或形变。

记录结果：记录镜片成像的情况，包括是否存在径向畸变（图像中心的直线是否弯曲）和切向畸变（图像边缘的直线是否弯曲）等情况。

分析结果：根据观察和记录的数据，评估镜片的畸变性能，确定镜片是否符合要求。

基本光路如下：

机器人可以实现对镜片质量的在线检测，及时发现问题并采取措施，确保产品质量。将六轴并联机器人集成到镜片生产线中，实现镜片测试、处理和组装的自动化流程，提高生产效率和质量稳定性。通过六轴并联机器人的应用，可以实现镜片测试过程的自动化、高效化，提高生产效率和产品质量，同时减少人为操作的误差和劳动强度。