基于机器视觉的制袋机圆角袋单切系统设计

目的 针对制袋机在生产圆角袋时,常采用的双切方法存在的效率低、废料多、机械磨损快等问题,基于机器视觉设计圆角袋单切系统.方法 搭建视觉硬件平台,基于OpenCV视觉库,在Visual Studio开发环境中编写视觉软件.相机采用飞拍模式,通过第1牵引伺服编码器分频输出信号给PLC,PLC利用高速计数器通过I/O口对相机进行硬触发.用标定板对相机进行标定,得出像素当量值,经过滤波、二值化、边缘检测等处理后对圆角轮廓进行特征提取,制作模板.通过遍历图像,在模板圆角中心线上添加特征点,完成模板匹配时可直接得出当前图像圆角中心坐标,将圆角中心坐标与基准线坐标的差值作为纠偏值发给PLC,PLC控制移刀伺服实现单刀精准切除.结果 该方法可实现在拉料过程中,对圆角中心进行快速、准确定位,在当前制袋周期对当前袋子进行移刀裁切,实际裁切误差在±0.1 mm以内,满足目前最小圆角半径0.125圆角袋的制作要求.结论 采用飞拍模式的视觉系统图像处理速度快,可匹配高速制袋要求,有效解决传统生产圆角袋时出现的问题,满足工业生产的需求,实际应用价值较大.     

图像处理技术在超小功率金卤灯电极装配中的实验研究

该文基于图像处理和图像识别理论,用CCD摄像头对超小功率金卤灯电极装配实时监控采样,把图像数据通过图像采集卡输入计算机,设计一定的算法,对采集到的电弧管图像进行处理,识别出装配中的电极,测量出两电极间的距离,再和标称值对比,得出误差,并转换成调整指令,发送给交流伺服驱动器,并驱动电机控制电极的精确装配。     

基于视觉反馈的包装机械手定位控制

目的 为了解决全自动食品包装机的块状食品抓取问题,以拾放并联机械手为研究对象,结合视觉反馈和预测控制,提出一种机械手定位控制方法。方法 给出了视觉反馈机械手总体设计方案,包括机械手本体、双目视觉系统和控制系统。研究输送带上运动食品的机器视觉定位算法。在考虑目标可见性约束和机械手执行器约束的前提下,将预测控制算法引入机械手的视觉伺服控制中,用于实现机械手末端位姿控制。最后,通过实验验证机械手的定位精度。结果 结果表明,平均误差可控制在0.7%,符合运动拾取精度要求。结论 所述控制方法可满足包装工艺要求,提高了包装过程自动化程度。     

包装物料形状特征提取和识别方法

目的为了提高包装过程物料抓取成功率,采用机器视觉设计一种物料识别和定位方法。方法以串联机械手臂为载体搭建一种基于机器视觉的物料识别、定位、抓取平台,包括物料传送模块、图像采集模块、视觉分拣模块、机器人控制模块和抓取模块等。重点论述相关图像处理算法,包括基于双边滤波的图像预处理方法,基于Canny算子的图像边缘检测,图像特征提取和质心定位等。最后进行实验研究。结果实验结果表明,码垛机器人的物料形状正确识别率可以达到99.25%,抓取成功率能够达到99.5%。结论所述物料形状识别和抓取定位方法可有效解决图像特征提取、定位等问题,具有识别率高、抓取准确等特点,能够满足包装搬运要求。     

基于机器视觉的分拣机器人6D位姿估计北大核心CSCD

为解决传统分拣机器人通过人工示教完成指定动作其自动化程度低、实时性差、可移植性弱等问题,研究设计了基于机器视觉的分拣机器人实验平台,提出了基于粗配准与增强精配准混合递进配准策略的6D位姿高精度估计方法。首先,将由视觉传感器采集的3D点云信息进行背景信息去除、目标区域裁剪、ROI提取等预处理;然后采用采样一致性初始配准算法(SAC-IA)进行位姿粗配准,再利用迭代最近点算法(ICP)进行精配准及正态分布变换(NDT)进行增强精细配准,以获得高精度6D位姿。实验结果证明,通过粗配准与增强精配准能够快速准确获得待抓取目标6D位置和姿态,与理论位置和姿态相比较其误差分别控制在1.5 mm和2°之内,满足分拣机器人的实际需求,所提出的方法便于在基于机器视觉的机器人装配、打磨等有高精度6D位姿估计场合推广应用。     

改进最小二乘法双目视觉位姿测量技术研究与测试

由于工件表面油污、光照等因素干扰导致工件图像提取的特征点偏离实际位置,对工业机器人的抓取定位带来较大误差。该文以视觉引导工业机器人抓取气缸盖为应用对象,对双目视觉高准确度位姿测量技术进行分析。首先探讨特定条件下的双目视觉定位引导机器人技术以及粗差点产生原因与解决方法情况;其次介绍视觉系统视觉坐标系和目标坐标系,然后在位姿测量数学模型的基础上提出改进最小二乘法的准确计算方法,并搭建双目视觉引导的工业机器人抓取气缸盖系统进行测试分析。测试表明:改进最小二乘法的位姿计算方法可实现双目视觉对目标物的全自由度位姿测量,满足工业机器人高准确度抓取操作。     

基于砝码手柄识别及抓放控制系统的研制

为提高公斤砝码自动检测系统的机器人抓取公斤砝码的准确率以及防止抓取过程中损坏抓手及砝码的问题,本系统利用基于机器视觉的砝码手柄检测识别,结合切换控制策略的变滑模柔性控制算法,根据机器视觉采集图像处理后得到砝码的类型、空间位置以及位姿等信息,输出控制算法控制抓手抓取砝码以及减缓砝码抓放、搬运过程中的抖摆现象。实验表明,本设计可有效提高砝码搬运效率、降低对比较仪测试重复性测试稳定性的影响。     

机器人视觉搬运系统构建与软件开发

目的基于双目CCD相机、机器人、搬运手爪构建机器人视觉识别与搬运平台,引导机器人实现自动抓取。方法利用OPENCV库函数,由二次开发完成相机的标定,经图像采集、预处理,研究了立体匹配、边缘提取等算法,提取物体的轮廓特征点,并计算物体质心点的三维坐标,换算成机器人的关节转角信息,为机器人抓取提供视觉定位。结果基于VS2012开发平台,将视觉图像处理、机器人控制、数据传输集成于PC端,便于人机交互和软件集成,正交实验表明空间不同方向的定位误差在0.5～1.5 mm范围内。结论所提视觉引导方案能提高机器人动作的精确度,满足工业搬运要求。     

基于机器视觉技术的石英砣垂直状态测量系统

介绍了基于机器视觉技术的石英砣垂直状态自动检测系统。以面阵CCD型号为MINTRON 220X及OKMC10A采集卡为核心器件构成的图像采集、处理及控制系统,克服了人工视觉测量效率低、精度不高等缺点,大大提高了企业的生产效率和自动化程度。     

协作机器人在行星减速机装配系统中的应用

该文将协作机器人应用在行星减速机的装配系统中,并且设计了复合机器人上下料平台、三维视觉分拣平台和协作装配平台,其中复合机器人应用了自动导航、视觉定位技术,协作机器人应用了碰撞保护、精准力控、高精度定位技术,末端采用电控夹爪多点多位置控制技术,控制系统应用PLC进行控制调度,并且采用了三维视觉识别技术,实现了行星减速机装配系统的快速、稳定运行。     

基于视觉的工业机器人码垛系统设计与分析

目的 为提高企业工件的码垛效率,降低工人劳动强度,搭建工业机器人视觉码垛实验系统.方法 在对工业机器人运动学模型分析的基础上,通过相机坐标系和末端坐标系的坐标关系,得到工业机器人末端执行器的位置和姿态信息.结果 提出了基于工件位置坐标的图像剔除算法,实现了多余工件图像的剔除.通过旋转平移矩阵计算待码垛工件的实际位置,并将此位置作为视觉校正后的工业机器人抓取工件位置.结论 实验结果显示改进后系统的重复性定位精度在x,y方向上均有显著提高,验证了工业机器人视觉码垛系统模型的准确性.     

基于Halcon的贴片电阻方向检测系统

目的设计贴片电阻方向检测系统,以解决当前贴片电阻排序编带过程中存在的检测效率低和检测精度低等问题。方法采用改进的基于形状的模板匹配算法,以机器视觉软件Halcon为平台,利用Canny边缘检测算子和Sobel算子进行边缘检测和滤波,生成模板图像的边缘点位置向量和梯度向量,并以模板边缘点与图像搜索区域的对应点的内积和作为相似度量,进行模板匹配。结果检测系统的识别时间为33 ms,同时其平均识别准确率达99.5%以上,相比于传统人工检测有较大提高。结论该系统具有良好的速度和准确度,可满足工业生产要求。     

微操作机器人视觉伺服控制系统的误差分析

功率放大器的输出误差、压电陶瓷的洄滞及蠕变误差、驱动器之间的耦合误差等是影响 机器人运动精度的关键因素。采用视觉伺服控制方法,提高图像处理速度,是降低微操作机器人运动误差的必要措施。     

平口断点密封袋包装机包覆机构电气控制设计

目的分析平口断点密封袋(又称连卷袋)包装机包覆机构的特点,设计出平口断点密封袋包装机电气控制电路。方法利用PLC发给伺服驱动器控制指令,由伺服驱动器控制伺服电机。结果该系统包装产品速度可达4300个/h左右,采用该系统包装后,与人工包装相比,省时省力,包装动作标准统一,包装位置精确、美观,无折叠现象,包装特性非常优良。结论该系统成功解决了人工包装平口断点密封袋包的难题,降低了工人的劳动强度,提高了企业生产效率。     

基于机器视觉的压缩机滑片计数系统设计

目的对于人工进行压缩机滑片计数烦琐的问题,基于机器视觉技术和PLC设计一种对压缩机滑片自动计数的算法和装置。方法采用工业相机及大功率LED灯设计视觉装置,并利用PLC作为流水线控制器,与视觉计算机通过TCP通信。基于图像处理技术设计自动计数算法,首先对相机采集的箱装滑片图像裁剪出感兴趣区域并进行滤波、直方图均衡化、形态学处理、自适应阈值分割来增强图像对比度;然后对图像空洞进行填充、较大的噪声斑块去除后使用thin算法对粘连紧密的滑片细化处理,通过水平投影法绘制直方图找出切割位置;最后进行连通域分析确定滑片数目,并设计用户界面显示计数结果和系统状态。结果通过现场多次测试,整体系统运行流畅,不受外界光照影响,计数准确高效。在一天内不同时间段测试,平均每次计数时间为7.6 s,准确率达到99.83%。结论投影法的应用解决了密集粘连的分割难题,该方法对环境适应性强,对滑片可稳定准确地进行自动计数,在滑片实际批量生产包装中具有明显应用优势。     

基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法

目的 为了提高易拉罐打标效率和打标位置精度,降低劳动强度,提出一种基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法。方法 首先建立模板库,获取即将打标的不同图案的易拉罐表面图像,对图像进行柱面反投影,使有一定弧度的图像展开,并利用模板匹配原理对图像进行拼接,得到易拉罐表面完整图像;其次采用ORB算法在模板库中确定易拉罐表面图案种类,利用模板匹配方法确定该种类图案的打标区域在待打标易拉罐上的位置,从而进行定位打标。结果 实验结果表明,该方法能实现直径为40～65 mm易拉罐的打标区域快速定位,定位误差为±2°。结论 基于机器视觉的易拉罐打标区域定位方法能实现易拉罐打标过程的自动化,可以快速、准确地定位出打标区域,且灵活性较高,降低了劳动成本,能满足企业的生产加工需要。     

跨尺度微小型零件的测量与装配

针对跨尺度微小型零件的精密装配中显微视觉视场狭小与零件的特征尺寸跨度较大相矛盾的问题,研究了跨尺度零件的位姿检测技术,基于高、低倍显微视觉单元研制了自动装配系统,系统采用模块化体系结构及先看后动的装配控制模式.提出局部特征拼接法实现了跨尺度零件的定位测量,使用标定尺对系统坐标系之间的误差角进行了标定,采用参考基准法辅助对显微视觉单元切换后的装配基准进行定位.设计测试模板对系统测量精度进行了验证,结果显示高倍显微视觉单元的同轴度测量精度优于1.5 μm,平行度精度优于1μm.利用研制的装配系统进行了装配实验,实验结果表明,关键零件的装配精度满足工艺要求.该装配系统可稳定、可靠地完成跨尺度微小型零件的自动装配.     

电芯模组激光焊接装配线中原料包装箱智能识别上料龙门装置

目的 电芯模组激光焊接装配线上料单位质量大,存在用时长、效率低、上料精准度低的问题,无法满足装配线48 s持续、稳定、精准上料需求,因此基于机器视觉设计一种原料包装箱智能识别上料龙门装置。方法 采用SolidWorks设计龙门上料装置机械结构;基于工艺流程设计电气控制系统;通过机器视觉检测判定包装箱正反以确保正确供料方向;以第1个包装箱视觉检测位置为基准,确定每层4个包装箱的机械手抓取标定位置,并进行偏差补偿,以确定机械手实际抓取坐标;PLC与视觉装置通过TCP通讯,驱动吸盘准确吸取包装箱至入料口。结果 通过实践测试,龙门装置每包装盒上料速度为24~48 s。结论 系统满足装配线供料效率需求,上料精准度明显提升,节约了人力成本。     

基于机器视觉的贴片电阻封装排序方法

目的研究基于机器视觉的贴片电阻封装排序方法,确保贴片电阻的封装效率,减少人力成本。方法基于模板匹配设计一种贴片电阻的相对方向识别方法,并简单介绍检测系统的整体框架。识别方法主要分为3步,截取模板并进行模板匹配;记录匹配区域的匹配度及匹配区域的像素坐标信息;利用匹配度和坐标信息得出贴片电阻的相对方向。结果文中验证了在不同光源下的识别率。当光源强度为18 V时,识别率最高,达到99.9%,处理时间约为130 ms。结论基于机器视觉的贴片电阻封装排序方法能够满足工业生产的准确性和实时性要求。