本文關(guān)鍵詞：基于視覺定位的上下料機(jī)械手系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 履帶輪 機(jī)械手 防碰撞手爪 視覺定位 非均勻標(biāo)定

【摘要】：工程機(jī)械是現(xiàn)代化工業(yè)的重要組成部分,在國防建設(shè)、城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、能源工業(yè)、原材料工業(yè)建設(shè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。履帶輪是履帶式工程機(jī)械的重要組成部分,為了獲得更好的力學(xué)性能,該零件的加工必須經(jīng)過淬火和回火處理。目前履帶輪熱處理工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣,自動(dòng)化水平較低,工作效率不高,履帶輪淬火后搬運(yùn)時(shí)間不能保證。為了嚴(yán)格控制淬火和回火之間的準(zhǔn)備時(shí)間,保證工件的質(zhì)量,提高整個(gè)加工過程的效率,研究開發(fā)一套自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備顯得十分重要。本文以橫向項(xiàng)目履帶輪自動(dòng)上下料生產(chǎn)線系統(tǒng)為背景,首先介紹了國內(nèi)外機(jī)器人研究現(xiàn)狀和計(jì)算機(jī)視覺的發(fā)展現(xiàn)狀,并著重論述了機(jī)器人視覺的發(fā)展,以及目前常用的視覺處理方案。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)項(xiàng)目的要求提出了機(jī)械手的整體構(gòu)建方案,并對(duì)系統(tǒng)中用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場上下料過程中出現(xiàn)的問題以及工件的形狀特征,進(jìn)行了機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并開發(fā)出一種新型專用手爪。使整個(gè)機(jī)械手除了具有搬運(yùn)功能外,還能實(shí)時(shí)的監(jiān)測手爪與工件的位置關(guān)系,防止碰撞發(fā)生;并在出現(xiàn)抓取偏差時(shí)檢測出工件中心與手爪中心的偏移量,實(shí)時(shí)糾正偏差,完成抓取過程的自動(dòng)定中要求。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場不利于采用標(biāo)定板進(jìn)行標(biāo)定的特點(diǎn),在傳統(tǒng)標(biāo)定方式的基礎(chǔ)上提出了一種利用工件進(jìn)行非均勻標(biāo)定的方法。根據(jù)工件出現(xiàn)在視覺區(qū)域的位置,確定可標(biāo)定的視覺范圍,即視覺的重點(diǎn)標(biāo)定區(qū)域,利用工件的實(shí)際坐標(biāo)和圖像坐標(biāo)的匹配點(diǎn)確定標(biāo)定點(diǎn),通過一組標(biāo)定點(diǎn)采用局部線性插值完成對(duì)像機(jī)的快速標(biāo)定,并用來輔助機(jī)械手系統(tǒng)完成對(duì)工件的視覺定位。搭建試驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行軟件程序編寫,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該方法的可行性,并進(jìn)一步分析了同一區(qū)域內(nèi),標(biāo)定點(diǎn)個(gè)數(shù)和定位誤差的關(guān)系。之后對(duì)通過實(shí)驗(yàn)獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì),工件在工件框內(nèi)九個(gè)區(qū)間上符合正態(tài)分布,與所提出的非均勻標(biāo)定法的結(jié)果相吻合,進(jìn)而驗(yàn)證了基于視覺定位上下料系統(tǒng)的實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：履帶輪 機(jī)械手 防碰撞手爪 視覺定位 非均勻標(biāo)定
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP241
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 機(jī)器人研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 機(jī)器視覺研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 像機(jī)標(biāo)定12-13
• 1.2.4 圖像處理技術(shù)13-14
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容14-17
• 第二章 上下料直角坐標(biāo)機(jī)械手系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 上下料機(jī)械手系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)17-19
• 2.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)19-23
• 2.3.1 上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)19
• 2.3.2 硬件選型19-23
• 2.4 上下料機(jī)械手軟件控制系統(tǒng)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第三章 上下料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 工件分析25-27
• 3.3 上下料機(jī)械手主要技術(shù)參數(shù)27-28
• 3.3.1 上下料機(jī)械手自由度27
• 3.3.2 上下料機(jī)械手的定位精度27-28
• 3.3.3 上下料機(jī)械手工作范圍28
• 3.3.4 上下料機(jī)械手的允許運(yùn)行速度和承載能力28
• 3.4 上下料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28-36
• 3.4.1 上下料機(jī)械手本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 3.4.2 上下料機(jī)械手末端防碰撞手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-36
• 3.5 關(guān)鍵組件選取與校核36-40
• 3.5.1 X軸方向運(yùn)動(dòng)組件的設(shè)計(jì)36-37
• 3.5.2 Y軸方向運(yùn)動(dòng)組件的設(shè)計(jì)37
• 3.5.3 Z軸方向運(yùn)動(dòng)組件的設(shè)計(jì)37-38
• 3.5.4 手爪組件的設(shè)計(jì)38-39
• 3.5.5 機(jī)械手各部分運(yùn)動(dòng)時(shí)間的校核39-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)41-59
• 4.1 引言41
• 4.2 視覺系統(tǒng)標(biāo)定41-47
• 4.2.1 像機(jī)線性成像模型41-43
• 4.2.2 圖像畸變分析43-44
• 4.2.3 局部線性化的標(biāo)定方法44-47
• 4.3 工件世界坐標(biāo)提取47-50
• 4.4 工件圖像坐標(biāo)提取50-55
• 4.4.1 圖像采集處理50-51
• 4.4.2 工件識(shí)別51-52
• 4.4.3 工件定位52-55
• 4.5 基于單目視覺定位控制流程55-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)59-71
• 5.1 引言59
• 5.2 上下料機(jī)械手實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建59-61
• 5.3 上下料機(jī)械手系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相關(guān)分析61-70
• 5.3.1 碰撞檢測61-67
• 5.3.2 探頭自動(dòng)定中精度測量67-68
• 5.3.3 圖像中心提取精度實(shí)驗(yàn)68-69
• 5.3.4 視覺標(biāo)定精度實(shí)驗(yàn)69-70
• 5.4 本章小結(jié)70-71
• 第六章 結(jié)論與展望71-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77

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本文編號(hào)：1097274