發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 16:10

　　 隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展,越來(lái)越多的領(lǐng)域開(kāi)始選用機(jī)器人代替工人完成生產(chǎn)作業(yè),分揀機(jī)器人就是眾多工業(yè)機(jī)器人中的一類,它能代替工人對(duì)生產(chǎn)線上的料件進(jìn)行分揀。傳統(tǒng)的分揀機(jī)器人通過(guò)示教編程的方式完成分揀工作,這樣雖然實(shí)現(xiàn)了分揀作業(yè)的自動(dòng)化,但往往對(duì)工件的尺寸和擺放位置有著較高的要求,一旦位置出現(xiàn)偏差,便不能準(zhǔn)確的抓取工件。將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)與工業(yè)機(jī)器人結(jié)合起來(lái),通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)獲取工件的位置信息從而引導(dǎo)機(jī)器人抓取工件,不但能很好地解決傳統(tǒng)機(jī)器人分揀系統(tǒng)柔性低、抗干擾能力弱等問(wèn)題,還將加快工業(yè)生產(chǎn)智能化的步伐,有著重大的意義。本課題針對(duì)工業(yè)機(jī)器人分揀系統(tǒng)對(duì)工件擺放位置要求高的問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人自動(dòng)分揀系統(tǒng)。針對(duì)基于視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)工作距離長(zhǎng)、視野范圍大的特點(diǎn),選用Nachi公司的MZ04型輕型六軸機(jī)器人、Basler公司生產(chǎn)的Aca-1300-gm型工業(yè)相機(jī)以及富士公司生產(chǎn)的HF16SA-1鏡頭等硬件設(shè)備,搭建基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀平臺(tái)。針對(duì)傳統(tǒng)手眼標(biāo)定算法計(jì)算量大、操作步驟多等問(wèn)題,提出一種快速手眼標(biāo)定算法,使用一張帶有三個(gè)Mark點(diǎn)的標(biāo)定板進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定時(shí)只需要拍攝一張含有標(biāo)定板的圖片,移動(dòng)三次機(jī)器人,便可建立機(jī)器人坐標(biāo)系與相機(jī)坐標(biāo)系之間的仿射變換矩陣,該算法計(jì)算速度快、操作便捷、應(yīng)用范圍廣。針對(duì)采集的圖像對(duì)比度不高與工件識(shí)別困難的問(wèn)題,采用灰度拉伸、基于閾值的圖像分割、閉運(yùn)算等算法,提取出了工件的圖像,采用Canny算法進(jìn)行圖像的邊緣檢測(cè),利用基于邊緣的模板匹配方法完成了不同工件的分類,提取了工件質(zhì)心的坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)了工件的準(zhǔn)確定位。針對(duì)機(jī)器人分揀系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)問(wèn)題,采用C#、Halcon開(kāi)發(fā)上位機(jī)程序,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)標(biāo)定、工件分類、定位等功能;采用機(jī)器人語(yǔ)言開(kāi)發(fā)機(jī)器人通信程序,建立了機(jī)器人與上位機(jī)的通信,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收發(fā);采用機(jī)器人語(yǔ)言編寫(xiě)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)程序,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制功能,采用分層通信的方式將三者結(jié)合起來(lái),形成基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)軟件。最后,在基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀平臺(tái)工作范圍內(nèi)任意擺放各類工件若干,啟動(dòng)基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)軟件,完成基于視覺(jué)的多目標(biāo)自動(dòng)分揀實(shí)驗(yàn)。利用激光跟蹤儀測(cè)量系統(tǒng)的定位誤差,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該分揀系統(tǒng)能對(duì)擺放在工作區(qū)間內(nèi)任意位置的不同形狀工件完成分揀,系統(tǒng)誤差小、分揀效果好。
【學(xué)位單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TP242
【部分圖文】：

第一章 緒 論研究背景業(yè)是國(guó)家的支柱，支撐著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工業(yè)機(jī)器人是重要的業(yè)智能化的道路上扮演者重要的角色[1,2]�，F(xiàn)在我國(guó)的工業(yè)機(jī)器 萬(wàn)臺(tái)，高居世界首位，各大機(jī)器人企業(yè)紛紛在中國(guó)擴(kuò)展市場(chǎng)，促水平的提高。工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)已被應(yīng)用到各種生產(chǎn)制造領(lǐng)域當(dāng)中[工件分揀等，焊接機(jī)器人具有運(yùn)動(dòng)平順，焊接效果好的特點(diǎn)，續(xù)高效地作業(yè)，有效地避免了工人長(zhǎng)期工作產(chǎn)生疲勞而導(dǎo)致的高分揀準(zhǔn)確率以及分揀效率[5]。如圖 1-1 為視覺(jué)分揀機(jī)器人作業(yè)

圖 1-2 ABB 視覺(jué)分揀機(jī)器人圖Fig. 1-2 ABB visual sorting robot diagram 2013 年開(kāi)發(fā)出一款 LR Mate 200ic 型機(jī)可大大提高工業(yè)機(jī)器人的柔性，該系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行抓取[16]。該機(jī)器人分揀作業(yè)圖圖 1-3 Fanuc 視覺(jué)分揀機(jī)器人Fig. 1-3 Fanuc Vision Sorting Robot

圖 1-2 ABB 視覺(jué)分揀機(jī)器人圖Fig. 1-2 ABB visual sorting robot diagram日本 Fanuc 公司于 2013 年開(kāi)發(fā)出一款 LR Mate 200ic 型機(jī)器人，該機(jī)器人內(nèi)含 iRVision 視覺(jué)系統(tǒng)，可大大提高工業(yè)機(jī)器人的柔性，該系統(tǒng)可以迅速定位出目標(biāo)的位置，引導(dǎo)機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行抓取[16]。該機(jī)器人分揀作業(yè)圖如圖 1-3 所示。
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本文編號(hào)：2879425