面向自動(dòng)編程的毛坯件特征識(shí)別與磨削軌跡規(guī)劃研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-22 13:39
磨削是一種重要的加工方法,磨削工藝在很大程度上決定了產(chǎn)品的最終質(zhì)量及表面精度。目前,制造業(yè)朝著智能化和自動(dòng)化方向發(fā)展,實(shí)現(xiàn)磨削加工的智能化是大勢(shì)所趨。然而,目前毛坯件的磨削加工主要依賴人工,這種方式效率低、加工質(zhì)量不均一,同時(shí)惡劣的生產(chǎn)環(huán)境危害著工人的健康。目前已經(jīng)有一部分公司采用了機(jī)器人磨削系統(tǒng)代替人工磨削,但這些磨削機(jī)器人的應(yīng)用方式主要以示教編程為主,這種加工方式的柔性很差,沒有視覺識(shí)別工件的能力,當(dāng)更換加工工件時(shí),需要對(duì)機(jī)器人重新示教,耗時(shí)費(fèi)力,影響了生產(chǎn)效率。本文基于視覺傳感技術(shù)對(duì)毛坯件特征識(shí)別與磨削軌跡規(guī)劃進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了機(jī)器人自動(dòng)編程系統(tǒng),從而達(dá)到了機(jī)器人對(duì)毛坯件特征識(shí)別、軌跡規(guī)劃與自動(dòng)編程的目的,提高了機(jī)器人磨削的智能化與自動(dòng)化程度。建立磨削路徑視覺識(shí)別系統(tǒng)。建立攝像機(jī)成像模型,在Matlab相機(jī)標(biāo)定工具箱中采用棋盤格平面標(biāo)定法進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定,得到攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)矩陣;搭建“Eye-to-Hand”式“手眼關(guān)系”,求解“手眼關(guān)系”矩陣,結(jié)合相機(jī)標(biāo)定結(jié)果,得到圖像坐標(biāo)系到機(jī)器人基坐標(biāo)系的變換關(guān)系。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工件進(jìn)行圖像處理與邊緣路徑的信息提取。利用Matlab對(duì)采集的標(biāo)...
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 磨削路徑的識(shí)別研究現(xiàn)狀
1.2.2 磨削機(jī)器人路徑自主規(guī)劃研究現(xiàn)狀
1.2.3 磨削機(jī)器人自動(dòng)編程技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 磨削路徑視覺識(shí)別系統(tǒng)建模
2.1 攝像機(jī)成像模型
2.1.1 坐標(biāo)系的定義
2.1.2 針孔成像模型
2.2 攝像機(jī)標(biāo)定
2.2.1 標(biāo)定方法的選擇
2.2.2 攝像機(jī)標(biāo)定原理
2.2.3攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.3 機(jī)器人手眼標(biāo)定
2.3.1 手眼標(biāo)定原理
2.3.2手眼標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 標(biāo)準(zhǔn)工件圖像處理
3.1 圖像預(yù)處理
3.1.1 圖像灰度化處理
3.1.2 圖像平滑處理
3.1.3 圖像二值化
3.2 邊緣檢測(cè)與圖像后處理
3.2.1 邊緣檢測(cè)
3.2.2 圖像后處理
3.3 邊緣信息提取
3.3.1 邊緣的離散
3.3.2 插值與擬合
3.4 本章小結(jié)
第4章 特征匹配與機(jī)器人磨削軌跡規(guī)劃
4.1 SIFT特征點(diǎn)匹配
4.2 毛坯件磨削軌跡規(guī)劃
4.2.1 毛坯件邊緣的提取
4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)工件與毛坯件磨削邊緣的比對(duì)
4.2.3 磨削路徑的確定
4.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
4.3.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
4.3.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解
4.4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃仿真
4.4.1 IRB2400 機(jī)器人建模
4.4.2 機(jī)器人工作空間仿真分析
4.4.3 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 自動(dòng)編程平臺(tái)的設(shè)計(jì)
5.1 RAPID編程簡(jiǎn)介
5.2 自動(dòng)編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.2.1 自動(dòng)編程系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.2 自動(dòng)編程系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)及工具
5.2.3 自動(dòng)編程功能的實(shí)現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光照不均勻鋼坯缺陷圖像的二值化方法[J]. 劉曉玉,王歡歡. 控制工程. 2018(12)
[2]基于視覺的焊槍空間位姿實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)[J]. 郭吉昌,朱志明,孫博文. 電焊機(jī). 2018(09)
[3]機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析解的選取算法[J]. 肖志鍵,吳建華. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(08)
[4]基于雙目視覺的水下對(duì)接焊縫跟蹤機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)[J]. 肖心遠(yuǎn),石永華,李懷俊. 熱加工工藝. 2018(01)
[5]攝像機(jī)標(biāo)定的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐洋洋,鄒敏,何新江. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(12)
[6]工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及現(xiàn)狀綜述[J]. 穆劍橋,王智斌. 電子制作. 2015(18)
[7]工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 駱敏舟,方健,趙江海. 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2015(01)
[8]機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 譚民,王碩. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]工業(yè)機(jī)器人在鑄件清理中的應(yīng)用研究初探[J]. 吳軍,呂亮,丁杰松,章旭霞. 機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量. 2012(09)
[10]機(jī)器人焊縫跟蹤水下雙目視覺圖像采集系統(tǒng)[J]. 肖心遠(yuǎn),石永華. 焊接. 2012 (06)
博士論文
[1]機(jī)器人磨削葉片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙揚(yáng).吉林大學(xué) 2009
[2]機(jī)器人弧焊離線編程系統(tǒng)及其自動(dòng)編程技術(shù)的研究[D]. 何廣忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]一種六自由度串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析[D]. 徐有勝.深圳大學(xué) 2017
[2]航發(fā)精鍛冷輥軋葉片進(jìn)排氣邊緣磨削加工技術(shù)研究[D]. 宋江波.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[3]機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的開發(fā)及其應(yīng)用[D]. 鄧華健.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于視覺的焊縫路徑識(shí)別與軌跡規(guī)劃[D]. 李華.山東科技大學(xué) 2017
[5]不規(guī)則焊縫在線識(shí)別及其路徑規(guī)劃仿真研究[D]. 柳恒.大連理工大學(xué) 2017
[6]基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人去毛刺加工效率優(yōu)化研究[D]. 王連生.浙江大學(xué) 2017
[7]基于工業(yè)機(jī)器人的水龍頭打磨拋光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 黃琴.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[8]焊接路徑的視覺識(shí)別與機(jī)器人軌跡規(guī)劃[D]. 林明盛.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[9]基于SIFT的人臉識(shí)別算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 范繼輝.河南理工大學(xué) 2016
[10]多自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真[D]. 王夢(mèng).北京理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):3153871
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1.2.1 磨削路徑的識(shí)別研究現(xiàn)狀
1.2.2 磨削機(jī)器人路徑自主規(guī)劃研究現(xiàn)狀
1.2.3 磨削機(jī)器人自動(dòng)編程技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 課題研究的主要內(nèi)容
第2章 磨削路徑視覺識(shí)別系統(tǒng)建模
2.1 攝像機(jī)成像模型
2.1.1 坐標(biāo)系的定義
2.1.2 針孔成像模型
2.2 攝像機(jī)標(biāo)定
2.2.1 標(biāo)定方法的選擇
2.2.2 攝像機(jī)標(biāo)定原理
2.2.3攝像機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.3 機(jī)器人手眼標(biāo)定
2.3.1 手眼標(biāo)定原理
2.3.2手眼標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
2.4 本章小結(jié)
第3章 標(biāo)準(zhǔn)工件圖像處理
3.1 圖像預(yù)處理
3.1.1 圖像灰度化處理
3.1.2 圖像平滑處理
3.1.3 圖像二值化
3.2 邊緣檢測(cè)與圖像后處理
3.2.1 邊緣檢測(cè)
3.2.2 圖像后處理
3.3 邊緣信息提取
3.3.1 邊緣的離散
3.3.2 插值與擬合
3.4 本章小結(jié)
第4章 特征匹配與機(jī)器人磨削軌跡規(guī)劃
4.1 SIFT特征點(diǎn)匹配
4.2 毛坯件磨削軌跡規(guī)劃
4.2.1 毛坯件邊緣的提取
4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)工件與毛坯件磨削邊緣的比對(duì)
4.2.3 磨削路徑的確定
4.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
4.3.1 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
4.3.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正解
4.3.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解
4.4 機(jī)器人軌跡規(guī)劃仿真
4.4.1 IRB2400 機(jī)器人建模
4.4.2 機(jī)器人工作空間仿真分析
4.4.3 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 自動(dòng)編程平臺(tái)的設(shè)計(jì)
5.1 RAPID編程簡(jiǎn)介
5.2 自動(dòng)編程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
5.2.1 自動(dòng)編程系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.2 自動(dòng)編程系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)及工具
5.2.3 自動(dòng)編程功能的實(shí)現(xiàn)
5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]光照不均勻鋼坯缺陷圖像的二值化方法[J]. 劉曉玉,王歡歡. 控制工程. 2018(12)
[2]基于視覺的焊槍空間位姿實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)[J]. 郭吉昌,朱志明,孫博文. 電焊機(jī). 2018(09)
[3]機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解析解的選取算法[J]. 肖志鍵,吳建華. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2018(08)
[4]基于雙目視覺的水下對(duì)接焊縫跟蹤機(jī)器人位姿調(diào)節(jié)[J]. 肖心遠(yuǎn),石永華,李懷俊. 熱加工工藝. 2018(01)
[5]攝像機(jī)標(biāo)定的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐洋洋,鄒敏,何新江. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(12)
[6]工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展及現(xiàn)狀綜述[J]. 穆劍橋,王智斌. 電子制作. 2015(18)
[7]工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用[J]. 駱敏舟,方健,趙江海. 機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2015(01)
[8]機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 譚民,王碩. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2013(07)
[9]工業(yè)機(jī)器人在鑄件清理中的應(yīng)用研究初探[J]. 吳軍,呂亮,丁杰松,章旭霞. 機(jī)械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量. 2012(09)
[10]機(jī)器人焊縫跟蹤水下雙目視覺圖像采集系統(tǒng)[J]. 肖心遠(yuǎn),石永華. 焊接. 2012 (06)
博士論文
[1]機(jī)器人磨削葉片關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙揚(yáng).吉林大學(xué) 2009
[2]機(jī)器人弧焊離線編程系統(tǒng)及其自動(dòng)編程技術(shù)的研究[D]. 何廣忠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]一種六自由度串聯(lián)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)仿真分析[D]. 徐有勝.深圳大學(xué) 2017
[2]航發(fā)精鍛冷輥軋葉片進(jìn)排氣邊緣磨削加工技術(shù)研究[D]. 宋江波.沈陽工業(yè)大學(xué) 2017
[3]機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的開發(fā)及其應(yīng)用[D]. 鄧華健.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[4]基于視覺的焊縫路徑識(shí)別與軌跡規(guī)劃[D]. 李華.山東科技大學(xué) 2017
[5]不規(guī)則焊縫在線識(shí)別及其路徑規(guī)劃仿真研究[D]. 柳恒.大連理工大學(xué) 2017
[6]基于機(jī)器視覺的工業(yè)機(jī)器人去毛刺加工效率優(yōu)化研究[D]. 王連生.浙江大學(xué) 2017
[7]基于工業(yè)機(jī)器人的水龍頭打磨拋光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)[D]. 黃琴.浙江工業(yè)大學(xué) 2016
[8]焊接路徑的視覺識(shí)別與機(jī)器人軌跡規(guī)劃[D]. 林明盛.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[9]基于SIFT的人臉識(shí)別算法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 范繼輝.河南理工大學(xué) 2016
[10]多自由度串聯(lián)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與仿真[D]. 王夢(mèng).北京理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):3153871
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