本文關鍵詞：基于視覺的管板機器人焊接三維定位與路徑規(guī)劃

  更多相關文章： 管板焊接 視覺檢測 圖像處理 神經(jīng)網(wǎng)絡 機器人仿真建模

【摘要】：管板式換熱器在生物制藥、鍋爐、化工等行業(yè)具有重要的應用,將板與管按照設計要求進行自動化連接,對于改善工人勞動條件、提高焊接質量和生產率具有重要的意義。目前的管板自動化焊接設備能夠滿足接縫位置偏差較小的管板換熱器的焊接,而對于管板的不平度較大、接縫位置與預設位置偏差較大的場合,則具有較大的難度。本文采用COMS工業(yè)相機和線激光發(fā)生器搭建了基于視覺的管板機器人自動焊接實驗平臺。采用小孔成像模型對工業(yè)相機進行了標定,根據(jù)激光三角測量原理對激光平面進行了標定,獲得了激光視覺傳感器的參數(shù)；采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡建立了激光視覺傳感器模型,實現(xiàn)了激光視覺傳感器的標定。對機器人的手眼矩陣進行了標定,獲得了圖像坐標系與機器人末端執(zhí)行器坐標系的關系。實驗結果表明,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡的標定結果更準確。利用攝像機拍攝了待焊管板上的激光條紋特征圖樣,設計了圖像處理算法,提取出了激光條紋信息,結合激光視覺傳感器標定結果,計算得到了待焊管板上接縫的圓心以及圓所在平面信息。再通過機器人手眼矩陣轉化為機器人基坐標系下的坐標,并由固定在在第六軸末端的旋轉焊接裝置完成了焊接操作,實驗結果表明,軌跡偏差最大為0.49mm,能夠滿足生產要求。針對新松公司生產的SR10C型機器人,計算出了其D-H參數(shù),通過對機器人的正運動學、逆運動學計算求解,建立了機器人模型,并針對管板焊接的實際情況規(guī)劃了圓形運動軌跡�；赩C6.0和OpenGL,對機器人進行了仿真建模,構建了機器人的三維模型和操作環(huán)境,模擬出了其運動軌跡。
【關鍵詞】：管板焊接 視覺檢測 圖像處理 神經(jīng)網(wǎng)絡 機器人仿真建模
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 選題意義11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 管板焊接12-13
• 1.2.2 機器視覺13-14
• 1.2.3 攝像機標定以及機器人手眼標定14-16
• 1.2.4 焊接機器人仿真與軌跡規(guī)劃16-19
• 1.3 本文主要研究內容19-21
• 第2章 激光視覺機器人焊接系統(tǒng)21-33
• 2.1 試驗系統(tǒng)21-22
• 2.2 激光視覺檢測系統(tǒng)22-28
• 2.2.1 CMOS工業(yè)相機及鏡頭24-27
• 2.2.2 線性激光發(fā)生器27-28
• 2.3 焊接機器人28-30
• 2.4 旋轉焊接裝置30-31
• 2.5 本章小結31-33
• 第3章 激光視覺傳感器及手眼標定33-55
• 3.1 工業(yè)相機標定基本原理33-36
• 3.2 視覺系統(tǒng)標定36-50
• 3.2.1 傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)標定方法36-43
• 3.2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的激光視覺傳感器標定43-50
• 3.3 機器人手眼標定50-52
• 3.4 誤差分析與測量52-54
• 3.5 本章小結54-55
• 第4章 激光圖像處理55-69
• 4.1 圖像處理軟件HALCON55-56
• 4.2 圖像處理56-62
• 4.2.1 圖像處理方法56-60
• 4.2.2 改進的激光條紋中心提取算法60-62
• 4.3 焊縫信息的提取62-65
• 4.4 焊接模擬測試65-67
• 4.5 本章小結67-69
• 第5章 機器人仿真建模69-79
• 5.1 機器人運動學基本原理69-72
• 5.1.1 機器人的D-H表示法69-71
• 5.1.2 機器人的D-H表71-72
• 5.2 機器人正逆運動學72-75
• 5.2.1 機器人正運動學72-73
• 5.2.2 機器人逆運動學73-74
• 5.2.3 管板焊接軌跡規(guī)劃74-75
• 5.3 基于OpenGL的機器人仿真建模75-78
• 5.4 本章小結78-79
• 第6章 結論和展望79-81
• 6.1 結論79-80
• 6.2 展望80-81
• 參考文獻81-87
• 致謝87-88
• 附件88

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳林;奚如如;王興松;;套索驅動細長機器人的初步設計與試驗[J];機電工程;2011年03期

2 謝芝馨;;蘇聯(lián)機器人技術述評[J];機械與電子;1989年04期

3 羅飛，，余達太;主動式控制──機器人抑振控制的有效方式[J];機器人;1995年04期

4 盧桂章;當前高技術發(fā)展的前沿——機器人技術[J];天津科技;1995年01期

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本文編號：905015