本課題針對(duì)金屬鎂冶煉過(guò)程中,為解決人工操作的安全隱患并提高鎂冶煉效率,設(shè)計(jì)出一套鎂冶煉還原罐機(jī)械臂排渣裝置代替人工排渣。該裝置由紅外視覺(jué)定位系統(tǒng)和六自由度工業(yè)機(jī)械臂組成,紅外視覺(jué)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)爐渣的目標(biāo)定位,控制機(jī)械臂末端由初始位置移動(dòng)到目標(biāo)位置實(shí)現(xiàn)排渣動(dòng)作。本課題研究的重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂對(duì)目標(biāo)爐渣的定位,使用紅外陣列傳感器和CMOS攝像頭結(jié)構(gòu)化標(biāo)定構(gòu)造出一套紅外視覺(jué)定位系統(tǒng)。分別利用紅外陣列傳感器橫、縱視野角分量投影法和結(jié)構(gòu)光視覺(jué)單目定位法得到目標(biāo)爐渣的三維坐標(biāo)。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用結(jié)構(gòu)光視覺(jué)單目定位法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位更精確,測(cè)量誤差在允許范圍之內(nèi),因此選用該方法測(cè)量的結(jié)果。本課題研究的難點(diǎn)是解決機(jī)械臂排渣的控制算法,控制算法分為兩個(gè)部分:軌跡規(guī)劃和軌跡跟蹤。軌跡規(guī)劃算法利用五次貝塞爾曲線(xiàn)作為直線(xiàn)和圓弧排渣軌跡間的過(guò)渡,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,五次貝塞爾曲線(xiàn)過(guò)渡的機(jī)械臂末端軌跡更平滑,速度和加速度能夠連續(xù)。本課題將改進(jìn)后的MPC軌跡跟蹤算法,對(duì)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)進(jìn)行伺服控制,實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)空間內(nèi)的軌跡跟蹤。仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法具有較強(qiáng)的魯棒性和抗干擾能力。在REBot-V-6R型機(jī)械臂平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)控制算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果... 

【文章來(lái)源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

皮江法冶煉鎂工藝生產(chǎn)設(shè)備

圖２．２鎂冶煉還原罐排渣機(jī)器人平臺(tái)示意圖??２．３鎂冶煉還原罐機(jī)械臂排渣裝置硬件選型??鎂冶煉還原罐機(jī)械臂排渣裝置硬件構(gòu)成如圖如圖２．３，包括ＲＥＢ〇ｔ－Ｖ－６Ｒ型工業(yè)機(jī)械臂、??運(yùn)動(dòng)控制箱、紅外陣列傳感器、ＣＭＯＳ攝像頭、Ａｒｄｕｉｎｏ單片機(jī)和工控機(jī)構(gòu)成。紅外陣列傳??感器通過(guò)Ｉ１Ｃ傳輸數(shù)據(jù)給Ａｒｄｕｉｎｏ單片機(jī)，Ａｒｄｕｉｎｏ單片機(jī)ＡＤ轉(zhuǎn)換的溫度值通過(guò)ＵＳＢ串口??發(fā)送給工控機(jī)。ＣＭＯＳ攝像頭通過(guò)ＵＳＢ轉(zhuǎn)串口將數(shù)據(jù)傳輸給工控機(jī)。工控機(jī)與機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)??控制箱之間通過(guò)ＲＳ－２３２進(jìn)行通訊。機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制箱與ＲＥＢｏｔ－Ｖ－６Ｒ型工業(yè)機(jī)械臂之間通??過(guò)電機(jī)高速接口或編碼器高速接口進(jìn)行通訊。????＿＿＿＿＿＿?ＵＳＢ????紅外陣列?ＨＣ、?Ａｒｄｕｉｎｏ?’十’丨．丨、??傳感器?＊１單片機(jī)??，???電機(jī)／編碼器???控?ＲＳ－２３２?機(jī)滅劈?Ｉ司速接「１?ＲＥＢｏｔ－Ｖ－６Ｒ??機(jī)?運(yùn)動(dòng)控制箱?型機(jī)械臂????ＵＳＢ?轉(zhuǎn)??????ｃｍｏｓ?串?ｎ??攝像頭??圖２．３鎂冶煉還原罐機(jī)械臂排渣裝置硬件構(gòu)成圖??圖２．４為硬件系統(tǒng)圖，ＲＥＢｏｔ－Ｖ－６Ｒ型工業(yè)機(jī)械臂是六自由度機(jī)械臂，由六組帶編碼器??的伺服電機(jī)構(gòu)成各關(guān)節(jié)。紅外陣列傳感器和ＣＭＯＳ攝像頭構(gòu)成紅外視覺(jué)定位系統(tǒng)。紅外陣??８??

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3291972