發(fā)動機(jī)瓦蓋上料和檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人以其高精度和高靈活性在先進(jìn)制造生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。然而主流的應(yīng)用還是在固定的環(huán)境中完成搬運(yùn)工作，實(shí)現(xiàn)的是確定的地點(diǎn)抓取或放置工件，無法獲取環(huán)境信息，對于開放的工作環(huán)境越來越需要機(jī)器人智能感知外界環(huán)境信息。隨著機(jī)器視覺技術(shù)的快速發(fā)展，將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)中,提高工業(yè)機(jī)器人對環(huán)境的感知能力，使其更加智能化地解決實(shí)際問題。以視覺信息為輸入，實(shí)現(xiàn)對工件的定位和智能檢測，最終引導(dǎo)機(jī)器人完成智能抓取。本文根據(jù)汽車廠發(fā)動機(jī)瓦蓋上料安裝工

2、序，以機(jī)器視覺結(jié)合工業(yè)機(jī)器人為研究對象，將機(jī)器視覺和運(yùn)動控制等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了結(jié)合與研究，從應(yīng)用角度全面分析了視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，使基于試教固定抓取的工業(yè)機(jī)器人有了對環(huán)境的感知能力，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)工件狀態(tài)的檢測和定位，并完成了工件的準(zhǔn)確抓取與安裝。
　　本文首先對企業(yè)提出的自動化改造方案進(jìn)行研究，分析了發(fā)動機(jī)瓦蓋上料機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)的功能，以此為基礎(chǔ)設(shè)計了系統(tǒng)的總體實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，詳細(xì)研究了上料機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)，

3、完成了平臺的硬件選配工作，包括工業(yè)機(jī)器人、光源和相機(jī)等關(guān)鍵部件的選型。針對現(xiàn)場開放的打光環(huán)境，編程實(shí)現(xiàn)二次打光方式對特殊位置工件進(jìn)行二次拍照，并設(shè)計了一種有效的打光機(jī)構(gòu)，針對同時抓取工件和托盤的需求，設(shè)計了穩(wěn)定的復(fù)合型末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其次根據(jù)相機(jī)相關(guān)數(shù)學(xué)模型，闡述了相機(jī)的標(biāo)定原理和工業(yè)機(jī)器人工件坐標(biāo)系的標(biāo)定原理，完成了上料機(jī)器人的全部標(biāo)定工作。分析所拍工件圖像，介紹了GDOH描述算子和傳統(tǒng)SIFT相結(jié)合的匹配算法，并詳細(xì)研究了基于幾何特征

4、的模板匹配算法，提出了一種改進(jìn)加速匹配策略后的幾何特征匹配算法來定位工件，最終編程實(shí)現(xiàn)匹配算法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法在定位工件中的有效性。然后針對瓦蓋擺放狀態(tài)的在線檢測，分析檢測要求，根據(jù)瓦蓋先驗(yàn)知識，提出了一種利用瓦蓋油墨線條和圓孔中心距離來檢測瓦蓋放置狀態(tài)和異常的算法。首先分析了算法原理，將問題轉(zhuǎn)換為對圓孔和油墨線條的檢測定位。研究實(shí)現(xiàn)了一種簡單快速魯棒的油墨線條檢測算法，并提出了一種快速魯棒的圓定位算法，且實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在線檢測算法的可行