現(xiàn)代工業(yè)對產品制造精度的要求變高,工業(yè)機器人在精密制造領域有著十分重要的作用,傳統(tǒng)測量方法存在機械接觸導致測量精度低且無法進行實時測量的弊端,難以實時且準確地獲取工業(yè)機器人的定位信息。因此,陸續(xù)開發(fā)了很多非接觸測量方法,其中,機器視覺測量技術已經成為工業(yè)機器人進行定位及測量研究的重點。本文主要對XY-Theta平臺的重復定位精度性能進行評估。該平臺工作空間尺寸為300mm×300mm,由帶有四個旋轉關節(jié)的串行冗余機械臂控制。平臺采取兩種定位策略:粗定位模式與精細定位模式。在前期研究中,XY-Theta平臺的重復定位精度由兩個千分尺進行測量,這種接觸式的測量方法對測試精度會造成干擾。為避免接觸式測量方法的不足,本文提出一種基于計算機視覺XY-Theta平臺重復定位精度測量方法。選用高分辨率相機及遠心鏡頭避免圖像失真,并利用視覺系統(tǒng)的對焦技術計算相機獲取清晰圖像的最佳位置。通過相機在不同工況下采集多組圖像,利用基于AKAZE特征的圖像配準的方法,對各工況下的圖像進行非線性局部特征提取并和基準圖像進行匹配,計算每組圖像與相應基準圖像之間的相對位移,對每組圖像的相對位移映射到笛卡爾坐標系中形成... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

【文章頁數】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

視覺系統(tǒng)基本框架

窒盜械牟?罰?梢雜糜誆煌?棖蟮墓ひ瞪??校?⑶抑圃斕腟CARA機器人的重復精度不超過0.01mm；YAMAHA公司也是機器人制造的龍頭企業(yè)，他們研發(fā)了具備定位精度高、體積小等特點的SCARA機器人。在半徑為100mm的工作范圍內，重復定位誤差不超過0.005mm；雖然國內研發(fā)SCARA機器人較晚，技術研發(fā)和創(chuàng)新能力發(fā)展較快，但在重復定位精度、高速抖動和工作效率等方面仍存在差距。作為國產SCARA機器人研發(fā)企業(yè)，沈陽新松機器人自動化股份有限公司研發(fā)的機器人重復定位精度達±0.04mm，眾為興品牌的機器人重復定位精度為±0.05mm[7]。圖1-2SCARA機器人Fig.1-2SCARARobot在高精度工業(yè)機器人應用中，Delta機器人憑借其穩(wěn)定性高、精度高以及速度快的特點使其在工業(yè)領域備受關注，國內外開始出現(xiàn)研究Delta機器人的浪潮。其中，瑞士的ABB公司與日本的FANUC公司相繼推出了基于Delta結構的并聯(lián)機器人，如圖1-3所示。國內最早開始研究Delta機器人是從2001年開始的，所以我國對Delta機器人的研究及應用相對薄弱。哈爾濱工業(yè)大學的趙杰、朱延河、和蔡鶴皋等[8]利用空間幾何學等理論，建立的運動學模型并對正解分析提供更簡便的算法。2003年，天津大學的研究團隊成功研制出一種二自由度的Delta機器人[9]，該型機器人的成功研發(fā)，意味著我國對于并聯(lián)機構的研究有了新的進展。浙江工業(yè)大學研究團隊對Delta機器人的運動學動力學進行分析并優(yōu)化了其結構，并且自主開發(fā)了軌跡測量補償系統(tǒng)，搭建出一臺結構合理、操作簡單、定位精度

基于計算機視覺的機械臂重復定位精度測量研究6高Delta機器人，在機器人運行時，它的定位精度達到50μm，其末端重復定位精度達到20μm[10]。圖1-3Delta機器人Fig.1-3Deltarobot對于精度要求較高的平行機器人，為了滿足符合其要求的性能標準，例如一定的有效載荷、工作空間尺寸、較快的執(zhí)行速度和較高的重復定位精度，需要我們研發(fā)設計出一款具有高定位精度很的機器人來滿足這些性能要求。在如今精密制造技術的大力發(fā)展下，對于定位精度達到微米級的微型機器人研究已經受到關注。很多平行機器人可重復性性能接近10μm，這些性能通常能夠滿足大多數工業(yè)生產要求，但就串行機器人而言，由于自身的結構和工作環(huán)境，似乎很難進一步提高它們的精度性能。對于市場上少數高精度工業(yè)并行機器人而言，重復定位精度能夠接近5μm。圖1-4XY-Theta機器人及搭載的微平臺Fig.1-4XY-Thetarobotanditsequippedmicroplatform


本文編號：3142389