隨著工業(yè)機器人技術的不斷發(fā)展,越來越多的領域開始選用機器人代替工人完成生產(chǎn)作業(yè),分揀機器人就是眾多工業(yè)機器人中的一類,它能代替工人對生產(chǎn)線上的料件進行分揀。傳統(tǒng)的分揀機器人通過示教編程的方式完成分揀工作,這樣雖然實現(xiàn)了分揀作業(yè)的自動化,但往往對工件的尺寸和擺放位置有著較高的要求,一旦位置出現(xiàn)偏差,便不能準確的抓取工件。將機器視覺技術與工業(yè)機器人結(jié)合起來,通過視覺系統(tǒng)獲取工件的位置信息從而引導機器人抓取工件,不但能很好地解決傳統(tǒng)機器人分揀系統(tǒng)柔性低、抗干擾能力弱等問題,還將加快工業(yè)生產(chǎn)智能化的步伐,有著重大的意義。本課題針對工業(yè)機器人分揀系統(tǒng)對工件擺放位置要求高的問題,設計了基于機器視覺的機器人自動分揀系統(tǒng)。針對基于視覺的機器人分揀系統(tǒng)工作距離長、視野范圍大的特點,選用Nachi公司的MZ04型輕型六軸機器人、Basler公司生產(chǎn)的Aca-1300-gm型工業(yè)相機以及富士公司生產(chǎn)的HF16SA-1鏡頭等硬件設備,搭建基于機器視覺的機器人分揀平臺。針對傳統(tǒng)手眼標定算法計算量大、操作步驟多等問題,提出一種快速手眼標定算法,使用一張帶有三個Mark點的標定板進行標定,標定時只需要拍攝一張含有標定板的圖片,移動三次機器人,便可建立機器人坐標系與相機坐標系之間的仿射變換矩陣,該算法計算速度快、操作便捷、應用范圍廣。針對采集的圖像對比度不高與工件識別困難的問題,采用灰度拉伸、基于閾值的圖像分割、閉運算等算法,提取出了工件的圖像,采用Canny算法進行圖像的邊緣檢測,利用基于邊緣的模板匹配方法完成了不同工件的分類,提取了工件質(zhì)心的坐標,實現(xiàn)了工件的準確定位。針對機器人分揀系統(tǒng)軟件開發(fā)問題,采用C#、Halcon開發(fā)上位機程序,實現(xiàn)了系統(tǒng)標定、工件分類、定位等功能;采用機器人語言開發(fā)機器人通信程序,建立了機器人與上位機的通信,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的收發(fā);采用機器人語言編寫機器人運動程序,實現(xiàn)了機器人的運動控制功能,采用分層通信的方式將三者結(jié)合起來,形成基于機器視覺的機器人分揀系統(tǒng)軟件。最后,在基于機器視覺的機器人分揀平臺工作范圍內(nèi)任意擺放各類工件若干,啟動基于機器視覺的機器人分揀系統(tǒng)軟件,完成基于視覺的多目標自動分揀實驗。利用激光跟蹤儀測量系統(tǒng)的定位誤差,實驗結(jié)果表明,該分揀系統(tǒng)能對擺放在工作區(qū)間內(nèi)任意位置的不同形狀工件完成分揀,系統(tǒng)誤差小、分揀效果好。
【學位單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41;TP242
【部分圖文】：

第一章 緒 論研究背景業(yè)是國家的支柱，支撐著國家經(jīng)濟的發(fā)展。工業(yè)機器人是重要的業(yè)智能化的道路上扮演者重要的角色[1,2]。現(xiàn)在我國的工業(yè)機器 萬臺，高居世界首位，各大機器人企業(yè)紛紛在中國擴展市場，促水平的提高。工業(yè)機器人現(xiàn)已被應用到各種生產(chǎn)制造領域當中[工件分揀等，焊接機器人具有運動平順，焊接效果好的特點，續(xù)高效地作業(yè)，有效地避免了工人長期工作產(chǎn)生疲勞而導致的高分揀準確率以及分揀效率[5]。如圖 1-1 為視覺分揀機器人作業(yè)

圖 1-2 ABB 視覺分揀機器人圖Fig. 1-2 ABB visual sorting robot diagram 2013 年開發(fā)出一款 LR Mate 200ic 型機可大大提高工業(yè)機器人的柔性，該系統(tǒng)對其進行抓取[16]。該機器人分揀作業(yè)圖圖 1-3 Fanuc 視覺分揀機器人Fig. 1-3 Fanuc Vision Sorting Robot

圖 1-2 ABB 視覺分揀機器人圖Fig. 1-2 ABB visual sorting robot diagram日本 Fanuc 公司于 2013 年開發(fā)出一款 LR Mate 200ic 型機器人，該機器人內(nèi)含 iRVision 視覺系統(tǒng)，可大大提高工業(yè)機器人的柔性，該系統(tǒng)可以迅速定位出目標的位置，引導機器人對其進行抓取[16]。該機器人分揀作業(yè)圖如圖 1-3 所示。
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本文編號：2879425