六自由度工業(yè)機器人視覺定位技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-07-08 15:22
2020年是不同尋常的一年,新年伊始一場突如其來的疫情讓所有人親身體驗了什么是天災(zāi)人禍,企業(yè)大規(guī)模停工使大家宅在家中,制造業(yè)發(fā)展一度下滑,造成社會整體經(jīng)濟滑坡。國家強有力的疫情防控,使得這場疫情防控斗爭即將取得勝利。目前企業(yè)逐漸復(fù)工復(fù)產(chǎn),那么與此同時工人們的個人防護顯得尤為重要。在疫情面前與人類相比,工業(yè)機器人不會被感染可怕的病毒,企業(yè)也就不會大規(guī)模停工停產(chǎn),同時也不會對社會造成如此巨大的影響。然而傳統(tǒng)的示教型工業(yè)機器人需要工人事先根據(jù)工件擺放的位置逐點精確示教,有很強的局限性。隨著近年來人工智能技術(shù)的發(fā)展,將機器視覺與工業(yè)機器人技術(shù)相融合能夠使機器人對目標工件進行識別、檢測、定位,并且能夠感知自身所處工作環(huán)境的位置、運動等信息,大大提高工業(yè)機器人智能化程度,成為當前工業(yè)機器人的研究熱點。本課題在工業(yè)4.0智能制造生產(chǎn)線實訓(xùn)基地上針對KUKA KR10-R1420工業(yè)機器人為研究對象將機器視覺與工業(yè)機器人運動學(xué)控制相結(jié)合,要完成對螺母工件的識別、檢測和定位,來控制工業(yè)機器人抓取目標工件的任務(wù),進而開展六自由度工業(yè)機器人視覺定位關(guān)鍵技術(shù)的研究。為完成此項目本文主要研究步驟如下:首先,簡明...
【文章來源】:吉林化工學(xué)院吉林省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
第2章控制系統(tǒng)組成概述10以及金屬表面損傷的和缺陷的檢測具有明顯的效果[52]。圖2.2環(huán)形光源圖2.3背光源圖2.4同軸光源2.1.2上位機部分本課題涉及的上位機應(yīng)用軟件包括Matlab數(shù)學(xué)分析軟件和SIMATICNET網(wǎng)絡(luò)通訊軟件。Matlab是美國MathWorks公司出品的一種用于數(shù)學(xué)分析與工程運算的軟件,具有高效的數(shù)值計算及符號計算功能,具有完備的圖形處理功能,提供了強大的數(shù)據(jù)處理能力和開放的應(yīng)用程序接口,還提供了大量方便用戶進行數(shù)據(jù)處理的工具箱。本課題中圖像識別與圖像處理在Matlab軟件中完成。Matlab軟件接收工業(yè)相機的視覺圖像信息,首先將彩色圖片進行圖像預(yù)處理轉(zhuǎn)化成灰度圖,并進行圖像二值化,凸顯出目標工件的外形輪廓;然后提取圖像的輪廓邊緣,對目標工件進行識別;最后尋找工件中心,并計算出像素坐標,再轉(zhuǎn)化成空間坐標。將目標工件的空間位置經(jīng)過逆運動學(xué)計算得到各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度,再將關(guān)節(jié)角度信息通過OPCDataAccess傳送到PLC通訊軟件SIMATICNET中。2.1.3PLC控制部分在工業(yè)控制領(lǐng)域,PLC憑借通用性強,可靠性高,抗干擾能力強,編程簡單等優(yōu)勢廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)與過程自動化控制,本課題中采用的是西門子S7-1500PLC。PLC控制部分不僅包括1500PLC模塊,還包括電源模塊、ET200MP模塊、數(shù)字輸入模塊、數(shù)字輸出模塊、模擬輸入模塊以及模擬輸出模塊,所有的模塊通過U型連接器連接并安裝固定在導(dǎo)軌上。PLC選型清單如表2.3所示。
背光源
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MATLAB的UR10機器人運動學(xué)分析與仿真[J]. 馬國慶,劉麗,于正林,曹國華,陳李博. 制造業(yè)自動化. 2019(10)
[2]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J]. 田闖. 中國管理信息化. 2019(20)
[3]機械臂視覺相機標定的研究與仿真[J]. 馬宏偉,王佐勛. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(04)
[4]串聯(lián)機器人的D-H建模方法分析[J]. 文輝. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2019(04)
[5]六自由度串聯(lián)工業(yè)機器人運動學(xué)標定與實驗研究[J]. 陳綿鵬,趙洪華,溫爾文,李志平. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[6]六自由度機械臂運動學(xué)分析與軌跡優(yōu)化[J]. 李珺茹,齊立群,韓文波. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[7]智能機器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的思考與建議[J]. 陶永,王田苗,劉輝,江山. 高技術(shù)通訊. 2019(02)
[8]關(guān)于大力發(fā)展我省工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的對策建議[J]. 桂維民,王緒剛,毛海,王毅紅,郭鵬. 西部大開發(fā). 2018(08)
[9]基于Halcon的工業(yè)機器人手眼標定方法研究[J]. 田春林,陳李博,馬國慶,侯茂盛,劉濤. 制造業(yè)自動化. 2018(03)
[10]基于六自由度工業(yè)機器人的D-H模型及仿真分析[J]. 莫毅. 機床與液壓. 2017(11)
碩士論文
[1]空間非合作目標捕獲機構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)分析[D]. 潘正偉.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]六自由度可重構(gòu)模塊化工業(yè)機器人運動學(xué)與動力學(xué)研究[D]. 姜良偉.北京交通大學(xué) 2016
[3]基于視覺傳感器的機器人伺服控制及應(yīng)用研究[D]. 劉加奎.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于光學(xué)特性的數(shù)字圖像取證技術(shù)的研究[D]. 房樹娟.東華大學(xué) 2016
[5]視覺機器人在貼合應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉文聰.電子科技大學(xué) 2014
[6]焊接機器人主動視覺手眼標定研究[D]. 王武升.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[7]基于單目視覺的室內(nèi)目標定位技術(shù)研究[D]. 王婷婷.天津大學(xué) 2012
[8]圖像高斯噪聲及椒鹽噪聲去噪算法研究[D]. 孫海英.復(fù)旦大學(xué) 2012
[9]基于滅點的攝像機自標定方法研究[D]. 常東升.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3271828
【文章來源】:吉林化工學(xué)院吉林省
【文章頁數(shù)】:68 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
第2章控制系統(tǒng)組成概述10以及金屬表面損傷的和缺陷的檢測具有明顯的效果[52]。圖2.2環(huán)形光源圖2.3背光源圖2.4同軸光源2.1.2上位機部分本課題涉及的上位機應(yīng)用軟件包括Matlab數(shù)學(xué)分析軟件和SIMATICNET網(wǎng)絡(luò)通訊軟件。Matlab是美國MathWorks公司出品的一種用于數(shù)學(xué)分析與工程運算的軟件,具有高效的數(shù)值計算及符號計算功能,具有完備的圖形處理功能,提供了強大的數(shù)據(jù)處理能力和開放的應(yīng)用程序接口,還提供了大量方便用戶進行數(shù)據(jù)處理的工具箱。本課題中圖像識別與圖像處理在Matlab軟件中完成。Matlab軟件接收工業(yè)相機的視覺圖像信息,首先將彩色圖片進行圖像預(yù)處理轉(zhuǎn)化成灰度圖,并進行圖像二值化,凸顯出目標工件的外形輪廓;然后提取圖像的輪廓邊緣,對目標工件進行識別;最后尋找工件中心,并計算出像素坐標,再轉(zhuǎn)化成空間坐標。將目標工件的空間位置經(jīng)過逆運動學(xué)計算得到各關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度,再將關(guān)節(jié)角度信息通過OPCDataAccess傳送到PLC通訊軟件SIMATICNET中。2.1.3PLC控制部分在工業(yè)控制領(lǐng)域,PLC憑借通用性強,可靠性高,抗干擾能力強,編程簡單等優(yōu)勢廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)與過程自動化控制,本課題中采用的是西門子S7-1500PLC。PLC控制部分不僅包括1500PLC模塊,還包括電源模塊、ET200MP模塊、數(shù)字輸入模塊、數(shù)字輸出模塊、模擬輸入模塊以及模擬輸出模塊,所有的模塊通過U型連接器連接并安裝固定在導(dǎo)軌上。PLC選型清單如表2.3所示。
背光源
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于MATLAB的UR10機器人運動學(xué)分析與仿真[J]. 馬國慶,劉麗,于正林,曹國華,陳李博. 制造業(yè)自動化. 2019(10)
[2]工業(yè)機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢研究[J]. 田闖. 中國管理信息化. 2019(20)
[3]機械臂視覺相機標定的研究與仿真[J]. 馬宏偉,王佐勛. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(04)
[4]串聯(lián)機器人的D-H建模方法分析[J]. 文輝. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2019(04)
[5]六自由度串聯(lián)工業(yè)機器人運動學(xué)標定與實驗研究[J]. 陳綿鵬,趙洪華,溫爾文,李志平. 濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[6]六自由度機械臂運動學(xué)分析與軌跡優(yōu)化[J]. 李珺茹,齊立群,韓文波. 長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(01)
[7]智能機器人研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的思考與建議[J]. 陶永,王田苗,劉輝,江山. 高技術(shù)通訊. 2019(02)
[8]關(guān)于大力發(fā)展我省工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)的對策建議[J]. 桂維民,王緒剛,毛海,王毅紅,郭鵬. 西部大開發(fā). 2018(08)
[9]基于Halcon的工業(yè)機器人手眼標定方法研究[J]. 田春林,陳李博,馬國慶,侯茂盛,劉濤. 制造業(yè)自動化. 2018(03)
[10]基于六自由度工業(yè)機器人的D-H模型及仿真分析[J]. 莫毅. 機床與液壓. 2017(11)
碩士論文
[1]空間非合作目標捕獲機構(gòu)設(shè)計及動力學(xué)分析[D]. 潘正偉.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]六自由度可重構(gòu)模塊化工業(yè)機器人運動學(xué)與動力學(xué)研究[D]. 姜良偉.北京交通大學(xué) 2016
[3]基于視覺傳感器的機器人伺服控制及應(yīng)用研究[D]. 劉加奎.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于光學(xué)特性的數(shù)字圖像取證技術(shù)的研究[D]. 房樹娟.東華大學(xué) 2016
[5]視覺機器人在貼合應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉文聰.電子科技大學(xué) 2014
[6]焊接機器人主動視覺手眼標定研究[D]. 王武升.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[7]基于單目視覺的室內(nèi)目標定位技術(shù)研究[D]. 王婷婷.天津大學(xué) 2012
[8]圖像高斯噪聲及椒鹽噪聲去噪算法研究[D]. 孫海英.復(fù)旦大學(xué) 2012
[9]基于滅點的攝像機自標定方法研究[D]. 常東升.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
本文編號:3271828
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