本文關(guān)鍵詞：基于機器人的玻璃堆垛系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 工業(yè)機器人 吸盤架 運動學(xué) 軌跡規(guī)劃 機器人視覺

【摘要】：隨著經(jīng)濟的發(fā)展、科技的進步機器人被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活當(dāng)中，提高了制造的自動化和生產(chǎn)效率。本文以工業(yè)機器人為研究對象，通過設(shè)計末端執(zhí)行器，機器人視覺和相應(yīng)的氣動控制回路完成機器人在線堆垛玻璃智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)玻璃的在線堆垛。該研究不僅降低工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率，而且促進自動化玻璃生產(chǎn)的快速發(fā)展。 根據(jù)堆垛玻璃的尺寸設(shè)計吸盤架的結(jié)構(gòu)，依據(jù)機器人末端承載的重量計算選取了吸盤和真空發(fā)生器的型號。依據(jù)玻璃堆垛的特點，設(shè)計了氣動控制回路，完成了吸盤架和氣動控制回路系統(tǒng)的設(shè)計。 分析機器人的本體結(jié)構(gòu)，采用D-H參數(shù)法建立了系統(tǒng)的D-H坐標(biāo)系，由機器人的技術(shù)參數(shù)獲取D-H參數(shù)，通過相鄰連桿之間的齊次坐標(biāo)變換矩陣建立機器人正運動學(xué)方程。采用數(shù)值解法中的分離變量對運動學(xué)求逆解，，得到了機器人逆運動學(xué)方程。建立了機器人正、逆運動學(xué)方程并完成了求解。分析了機器人在關(guān)節(jié)空間和直角坐標(biāo)系之間的優(yōu)缺點，在機器人的關(guān)節(jié)空間中，采用改進的三次多項式插值法對機器人堆垛玻璃系統(tǒng)進行了軌跡規(guī)劃獲取堆垛玻璃的最短路徑。在玻璃生產(chǎn)線中添加了機器人視覺，通過機器視覺獲取玻璃圖像，采用計算機圖像處理技術(shù)獲取玻璃的位置和姿態(tài)，從而實現(xiàn)玻璃的在線抓取。 在Matlab軟件中建立機器人模型，并對機器人運動學(xué)方程進行了計算和驗證。通過編寫控制程序模擬了機器人堆垛玻璃全過程中并繪制了位移、速度、加速度曲線。通過Matlab軟件中機器人工具箱驗證了運動學(xué)方程和軌跡規(guī)劃的正確性。最后通過實驗驗證了軌跡規(guī)劃的合理性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)機器人 吸盤架 運動學(xué) 軌跡規(guī)劃 機器人視覺
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP242;TH246
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 課題來源8
• 1.2 選題背景及意義8-10
• 1.3 玻璃堆垛系統(tǒng)10-14
• 1.3.1 人工堆垛10-11
• 1.3.2 簡單機械堆垛11-13
• 1.3.3 機器人在線堆垛系統(tǒng)13-14
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 國外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容16-18
• 第2章 IRB2400/16 機器人堆垛系統(tǒng)組成18-26
• 2.1 IRB2400/16 工業(yè)機器人18-21
• 2.2 吸盤架的設(shè)計制造21-23
• 2.2.1 玻璃吸盤的選取21-23
• 2.2.2 吸盤架的結(jié)構(gòu)設(shè)計23
• 2.3 堆垛系統(tǒng)氣動控制回路設(shè)計23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 機器人堆垛系統(tǒng)運動學(xué)分析26-38
• 3.1 末端執(zhí)行器位姿描述27-29
• 3.1.1 位置描述27
• 3.1.2 姿態(tài)描述27-28
• 3.1.3 位姿描述28-29
• 3.2 D-H 參數(shù)法29-30
• 3.3 齊次坐標(biāo)變換30-32
• 3.4 運動學(xué)方程的建立32-37
• 3.4.1 運動學(xué)正解32-34
• 3.4.2 運動學(xué)逆解34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 玻璃堆垛系統(tǒng)軌跡規(guī)劃38-50
• 4.1 機器人工作空間的求解38-41
• 4.1.1 IRB2400/16 工作空間38-39
• 4.1.2 機器人實際堆垛空間39-41
• 4.2 機器人軌跡規(guī)劃41-42
• 4.2.1 關(guān)節(jié)空間法42
• 4.2.2 直角坐標(biāo)空間42
• 4.3 堆垛玻璃系統(tǒng)軌跡規(guī)劃42-49
• 4.3.1 插值函數(shù)43-45
• 4.3.2 最短路徑規(guī)劃45-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 第5章 機器人視覺系統(tǒng)50-60
• 5.1 機器人視覺概述50-51
• 5.2 機器人視覺系統(tǒng)組成51-53
• 5.2.1 光源51
• 5.2.2 攝像機51-52
• 5.2.3 圖像采集卡52-53
• 5.2.4 計算機53
• 5.3 圖像處理53-59
• 5.3.1 灰度直方圖53-55
• 5.3.2 圖像分割55
• 5.3.3 特征提取55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 建模仿真與實驗60-70
• 6.1 建立模型60-64
• 6.1.1 正運動學(xué)驗證61-63
• 6.1.2 逆運動學(xué)驗證63-64
• 6.2 路徑規(guī)劃分析64-66
• 6.3 實驗驗證66-69
• 6.3.1 坐標(biāo)系的設(shè)置67
• 6.3.2 程序的編寫67-68
• 6.3.3 實驗過程68-69
• 6.3.4 實驗結(jié)論69
• 6.4 本章小結(jié)69-70
• 第7章 結(jié)論70-72
• 7.1 本文總結(jié)70-71
• 7.2 研究展望71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果77

【參考文獻】

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本文編號：663544