【摘要】：近年來,人們對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)效率提出更高的要求,工業(yè)智能化、生產(chǎn)靈活化、操縱集成化的分揀系統(tǒng)必將是未來智能工廠的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的分揀系統(tǒng)以固定分揀方式進(jìn)行分揀,一旦小型工件位置發(fā)生變化便會(huì)使分揀失敗。同時(shí),很難做到根據(jù)具體需求進(jìn)行分揀。機(jī)器視覺技術(shù)在最近幾年發(fā)展的越來越快,將傳統(tǒng)的分揀系統(tǒng)加入機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)成為多方學(xué)者研究的主要方向,基于機(jī)器視覺分揀系統(tǒng)如今廣泛應(yīng)用于食物、快遞、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等領(lǐng)域。但對(duì)于小型工件分揀的研究還存在光照影響下識(shí)別率較差,末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)分揀精度較低等問題。通過分析目前多種分揀系統(tǒng)存在的各項(xiàng)問題以及企業(yè)對(duì)于生產(chǎn)分揀的需求,設(shè)計(jì)了一套基于單目視覺的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)。首先,針對(duì)復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)線上待識(shí)別小型工件的分揀問題,采用了單目視覺和六自由度機(jī)械臂相結(jié)合的分揀方式,并對(duì)分揀系統(tǒng)的硬件平臺(tái)進(jìn)行搭建,構(gòu)成基于單目視覺的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)。在系統(tǒng)硬件構(gòu)造完成基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行D-H建模,通過提出的反向求解正向調(diào)節(jié)控制方式對(duì)六自由度機(jī)械臂進(jìn)行控制,將分揀動(dòng)作進(jìn)行編寫與測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,分揀動(dòng)作柔順性較好,抓取精度有所提高。其次,上面研究僅是對(duì)分揀過程的末端執(zhí)行動(dòng)作進(jìn)行分析,不能有效的對(duì)小型工件根據(jù)具體需求進(jìn)行分揀。針對(duì)小型工件在光照影響、部分粘連和尺寸變化等實(shí)際環(huán)境干擾下存在的多種問題,提出基于HSV的小型工件顏色識(shí)別算法、基于幾何特征的小型工件形狀識(shí)別算法,并針對(duì)小型工件中應(yīng)用較多的電子元器件提出基于多特征融合的電子元器件識(shí)別算法。將三種算法與目前大規(guī)模分揀生產(chǎn)線上應(yīng)用的模板匹配算法進(jìn)行對(duì)比,測(cè)試結(jié)果表明,降低了光照影響、小型工件存在部分粘連等問題對(duì)于識(shí)別效果的干擾,正確識(shí)別率上有了較大的提高。最后,本文通過QT界面開發(fā)軟件將六自由度機(jī)械臂的分揀動(dòng)作程序與小型工件的識(shí)別算法封裝到一起,構(gòu)成基于單目視覺的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)的人機(jī)交互界面。該系統(tǒng)可以較好地實(shí)現(xiàn)小型工件的顏色識(shí)別功能、形狀識(shí)別功能、電子元器件識(shí)別功能、定位功能、分揀功能等,達(dá)到了小型工件分揀系統(tǒng)的基本性能需求,并且分揀系統(tǒng)的識(shí)別和分揀實(shí)時(shí)性好,具有較為廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

于單目視覺的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。硬件部分涉及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)選型、相機(jī)選型、要內(nèi)容；軟件部分涉及六自由度機(jī)械臂運(yùn)紹和圖像處理軟件 Halcon 處理介紹。覺的分揀系統(tǒng)流程的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)用于代替人工實(shí)現(xiàn)同。人工通過眼睛識(shí)別傳送帶上的待分揀小型工情況。根據(jù)傳送帶上的實(shí)際情況分析出所要分揀需求的小型工件完成整個(gè)分揀過程�；趩文恳曔^工業(yè)相機(jī)和圖像采集卡代替人工分揀中的人由度機(jī)械臂代替雙手。分揀系統(tǒng)流程原理如下

根據(jù)小型工件的特征將所需求的小型工件從大腦像處理之后將分析的結(jié)果傳送至末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)六自由度機(jī)械臂對(duì)傳送帶上的待分揀小型工件進(jìn)行分揀。通過機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作編寫出，然后通過分析的結(jié)果調(diào)用六自由度六自由度機(jī)械臂進(jìn)行分揀，也就是人工中雙手分揀小型工件過述，整個(gè)分揀過程通過采集小型工件、分析小型工件、分揀小成，，三個(gè)部分協(xié)同工作完成整個(gè)分揀過程。目視覺的分揀系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和選型介紹目視覺的六自由度機(jī)械臂分揀系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)主要是由模仿真度的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，負(fù)責(zé)采集傳送帶上小型工件圖像的工業(yè)相機(jī)和自由度機(jī)械臂三者共同組成基于單目視覺的六自由度機(jī)械臂硬件結(jié)構(gòu)流程如下圖 2.2 所示。
【學(xué)位授予單位】：遼寧石油化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2686873