本文關(guān)鍵詞：沖床上料機械手視覺處理與控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：在制造領(lǐng)域,沖壓產(chǎn)品的生產(chǎn)與應(yīng)用變得日益廣泛,現(xiàn)有的數(shù)控沖床對規(guī)整板材的加工操作技術(shù)已經(jīng)十分完善,但現(xiàn)實生產(chǎn)中基于成本考慮,生產(chǎn)如墊片、合頁等小型五金件仍大量使用人工操作普通沖床加工板材下腳料的方式來實現(xiàn),因為所操作的下腳料板材的形狀是不確定的,這對于傳統(tǒng)數(shù)控沖床的自動夾持提出挑戰(zhàn)。為改善上述落后的生產(chǎn)方式,提高生產(chǎn)的安全性和自動化水平,提出了對沖床上料過程進行視覺處理與控制的研究。前期通過剪板機將板材下腳料簡單切割成普通的四邊形,通過圖像處理獲得待加工的下腳料板材的尺寸參數(shù)、空間中的位置坐標和空間中擺放姿態(tài)等基本信息,并將其輸入機械手運動控制器中從而實現(xiàn)對上料過程的自動的、準確的控制,本文主要研究內(nèi)容如下：首先,對沖壓加工及機器視覺技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進行綜合分析,明確在該領(lǐng)域生產(chǎn)中存在的相關(guān)問題,針對問題并結(jié)合當(dāng)前制造業(yè)發(fā)展要求,提出相應(yīng)的改進方案,引入機器視覺技術(shù),對方案的構(gòu)成和實施方法進行概述,明確研究的內(nèi)容和方向。其次,對機器視覺處理中圖像處理與相關(guān)信息提取的方法進行設(shè)計與研究,針對本課題研究對像確定具體的處理方案和處理流程,包括了圖像采集、圖像處理、圖像特征提取、尺寸測量等關(guān)鍵處理內(nèi)容,對各處理階段所選用的算法進行選擇和優(yōu)化。對視覺處理與控制系統(tǒng)中不可缺少的上料輔助裝置進行了設(shè)計,完善視覺檢測的重要輔助硬件。對機器視覺控制系統(tǒng)進行了設(shè)計,通過相機標定和上料輔助裝置、相機、板材、機械手、沖床工作臺間的坐標變換,建立了以機械手基座為世界坐標系原點的統(tǒng)一坐標系,將圖像處理及標定后的結(jié)果和統(tǒng)一坐標結(jié)合,確定最終的運動控制程序,并將程序生成、輸出、保存。最后,對沖床上料機械手視覺處理與控制系統(tǒng)進行了硬件和軟件兩個方面的調(diào)試,通過完成了功能和性能測試,并對相關(guān)設(shè)計進行優(yōu)化,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低執(zhí)行周期。
【關(guān)鍵詞】：沖床上料 機器視覺 圖像處理 控制
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG385.1;TP391.41
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題擬解決的問題14-17
• 1.3.1 課題設(shè)計內(nèi)容及要求15
• 1.3.2 課題總體方案的組成及實現(xiàn)流程15-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第二章 機器視覺處理系統(tǒng)設(shè)計18-38
• 2.1 圖像采集18-23
• 2.1.1 光源選型設(shè)計18-20
• 2.1.2 相機及圖像采集卡的選擇20-22
• 2.1.3 光源與相機的空間布局設(shè)計22-23
• 2.2 機器視覺圖像處理23-35
• 2.2.1 圖像增強24-27
• 2.2.2 圖像分割27-30
• 2.2.3 邊緣與輪廓提取30-31
• 2.2.4 圖像特征提取31-35
• 2.3 尺寸測量35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 系統(tǒng)機械部分設(shè)計38-48
• 3.1 上料輔助裝置設(shè)計38-43
• 3.1.1 板材提升方案的選擇38-40
• 3.1.2 物料擺放平臺40-43
• 3.2 工業(yè)機械手的選型43-46
• 3.2.1 機械手本體部分43-44
• 3.2.2 機械手運動控制器部分44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第四章 機器視覺控制系統(tǒng)設(shè)計48-60
• 4.1 相機標定48-51
• 4.2 統(tǒng)一坐標系的建立51-55
• 4.2.1 板材重心坐標的確定51-53
• 4.2.2 板材位姿調(diào)整角度的確定53-54
• 4.2.3 統(tǒng)一坐標系54-55
• 4.3 運動控制指令的生成與輸出55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與分析60-70
• 5.1 硬件部分調(diào)試與分析60-63
• 5.1.1 保證圖像質(zhì)量的硬件部分調(diào)試與分析60-62
• 5.1.2 保證測量質(zhì)量的硬件部分調(diào)試與分析62-63
• 5.2 軟件部分調(diào)試與分析63-68
• 5.2.1 視覺圖像處理部分64-67
• 5.2.2 控制程序生成與輸出部分67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 創(chuàng)新點70-71
• 6.3 問題與展望71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-78
• 附錄78
• 一、在校期間參與項目78
• 二、在校期間獲獎情況78

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1 黃健康;盧立暉;李衛(wèi)東;許樂生;石s，

本文編號：660686