本文關(guān)鍵詞：水火彎板自動(dòng)化加工系統(tǒng)的研究及設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展,工業(yè)機(jī)器人在裝備制造業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。在船體外板加工領(lǐng)域,水火彎板成形工藝是目前國(guó)內(nèi)外各大造船企業(yè)普遍采用的技術(shù)。水火彎板技術(shù)的工藝復(fù)雜,需要考慮的外部條件較多。在自動(dòng)化浪潮席卷制造業(yè)的背景下,現(xiàn)在大部分船企依然依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的工人師傅進(jìn)行船體外板的水火彎板加工。手工方法加工彎板效率較低且彎板加工車(chē)間環(huán)境惡劣。因此為提高加工效率,改善工作環(huán)境,本文提出了使用工業(yè)機(jī)器人的水火彎板自動(dòng)加工系統(tǒng)。本文參考傳統(tǒng)的手工彎板加工方法,結(jié)合項(xiàng)目采用的ABB IRB4600六軸機(jī)器人的實(shí)際狀況,研究并設(shè)計(jì)了一套水火彎板自動(dòng)化加工系統(tǒng)。這套系統(tǒng)以機(jī)器人及視覺(jué)器件為核心,以機(jī)器人控制器為控制機(jī)構(gòu),以六自由度機(jī)械臂為執(zhí)行機(jī)構(gòu),再輔以激光測(cè)距儀、火焰控制裝置及人機(jī)交互系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃,行走姿態(tài)控制以及遠(yuǎn)距離操控等功能。使用該系統(tǒng)進(jìn)行曲面彎板烤火加工的流程主要包括焰道預(yù)布置、焰道識(shí)別、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、彎板烤火熱加工等步驟。對(duì)于焰道標(biāo)識(shí)的識(shí)別,考慮到工作車(chē)間光線(xiàn)強(qiáng)度不定及粉塵彌漫的實(shí)際狀況,本文設(shè)計(jì)了一套適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況的視覺(jué)識(shí)別流程,用以準(zhǔn)確的識(shí)別標(biāo)記并確定標(biāo)記空間位置。對(duì)于機(jī)器人的焰道加工運(yùn)動(dòng)軌跡及行走姿態(tài),本文采用三維激光測(cè)距調(diào)整方法調(diào)整機(jī)器人姿態(tài),并基于識(shí)別標(biāo)記時(shí)的機(jī)器人姿態(tài)和焰道位置數(shù)據(jù)進(jìn)行烤火運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃。本文描述的水火彎板加工樣機(jī)已在大連船舶重工集團(tuán)的水火彎板加工車(chē)間進(jìn)行了多次試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明自動(dòng)化加工設(shè)備可以提高曲面彎板加工效率,降低返工率。
【關(guān)鍵詞】：工業(yè)機(jī)器人 水火彎板 視覺(jué)識(shí)別定位
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U671;TP242.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 船體外板自動(dòng)化加工研究意義8
• 1.2 水火彎板技術(shù)研究現(xiàn)狀8-10
• 1.3 工業(yè)機(jī)器人的研究意義及發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3.1 工業(yè)機(jī)器人的研究意義10
• 1.3.2 工業(yè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 課題來(lái)源及本文結(jié)構(gòu)安排11-13
• 2 水火彎板工藝流程13-17
• 2.1 水火彎板工藝原理13
• 2.2 水火彎板工藝介紹13-16
• 2.3 本章小結(jié)16-17
• 3 水火彎板自動(dòng)化加工總體方案設(shè)計(jì)17-30
• 3.1 系統(tǒng)總體框圖17
• 3.2 系統(tǒng)組成17-27
• 3.2.1 工業(yè)機(jī)器人17-20
• 3.2.2 攝像頭20-21
• 3.2.3 激光測(cè)距儀21-22
• 3.2.4 火焰控制裝置22
• 3.2.5 通信系統(tǒng)22-23
• 3.2.6 人機(jī)交互系統(tǒng)23-27
• 3.3 水火彎板自動(dòng)化加工工藝流程27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-30
• 4 基于視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)器人的鋼板標(biāo)識(shí)識(shí)別30-47
• 4.1 識(shí)別方案設(shè)計(jì)30-32
• 4.2 圖像去噪32-33
• 4.3 圖像邊緣檢測(cè)算法33-36
• 4.3.1 常用邊緣檢測(cè)算子34-35
• 4.3.2 邊緣檢測(cè)算子實(shí)驗(yàn)分析35-36
• 4.4 圖像二值化36-41
• 4.4.1 幾種計(jì)算閾值的方法37-38
• 4.4.2 局部-整體相結(jié)合的閾值法38-39
• 4.4.3 幾種圖像二值化方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析39-41
• 4.5 圖形定位分割41-42
• 4.6 圖像識(shí)別42-44
• 4.6.1 矩43
• 4.6.2 Hu不變矩方法43-44
• 4.7 焰道標(biāo)記中心點(diǎn)與視野中心點(diǎn)的偏差44-46
• 4.8 本章小結(jié)46-47
• 5 機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制47-63
• 5.1 機(jī)器人位姿描述和坐標(biāo)變換47-49
• 5.1.1 位姿描述47-48
• 5.1.2 坐標(biāo)變換48-49
• 5.2 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型49-53
• 5.2.1 機(jī)器人連桿的描述49-50
• 5.2.2 連桿坐標(biāo)系及位姿矩陣50-52
• 5.2.3 位置姿態(tài)ABB 工業(yè)機(jī)器人中的表示方法52-53
• 5.3 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方案53-59
• 5.3.1 機(jī)器人烤火控制方案53-54
• 5.3.2 三維激光測(cè)距調(diào)整54-57
• 5.3.3 識(shí)別焰道標(biāo)記57-58
• 5.3.4 規(guī)劃烤火路徑與烤火加工58-59
• 5.4 水火彎板加工實(shí)驗(yàn)59-61
• 5.5 本章小結(jié)61-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
• 致謝67-68

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本文編號(hào)：594779