双目视觉引导机器人定位抓取技术的研究

目前大部分工业装配生产线中机器人抓取待装件都是预先将固定类型的工件进行机械定位。为了提高机器人柔性抓取能力,实现了双目视觉引导机器人的抓取系统。文章通过定位工装板来间接定位工件的方法来完成双目视觉引导机器人抓取,首先通过双目视觉系统拍摄的图像识别工装板上6个定位孔,计算孔中心在相机坐标系下的位置,利用这6个定位孔中心空间位置用最小二乘法拟合出最优的工装板平面,由于工件相对于工装板的位置固定,可求得工件相对于相机坐标系的位置,进而通过标定参数转化为在机器人基坐标系下位置和姿态,供机器人抓取工件。经过多次工件抓取实验,分析数据得出,系统距离定位误差小于0.5mm,满足工业生产要求且适应于多种类型工件的抓取,具有通用性。     

基于机器视觉的锻件位置及顶杆检测系统

现阶段我国大部分锻造自动化生产线在锻件加工过程中由于受到粘模、顶杆不能收回等风险因素的制约,在工件加工之前往往需要人工判断工件位置是否满足继续加工条件。针对这一问题,提出一种基于机器视觉的锻件位置检测系统,利用工业CCD相机替代人眼来判断工件位置是否满足机器人抓取或压力机塑性成形的要求。阐述了检测系统的硬件组成、检测原理和检测算法研究,设计了一种可以检测非刚性连接的液压下顶料杆是否收回的方法。实验结果表明,检测系统单次检测时间小于500 ms,无漏判,误判率不超过2%,并对误判结果的产生原因进行分析。系统具有高检测速度和高准确率的特点,检测系统投入运行后可减少操作人员2～3人。     

基于视觉与激光结合的堆叠工件快速定位方法

针对机械手对复杂工况下的工件进行自动抓取时精度较低的问题,提出一种采用改进SSD卷积神经网络算法配合多激光传感的方法,对堆叠情况下的工件进行快速精确定位。采用SSD算法融合多视窗检测方法,对视觉获取的RGB图片进行检测,获取工件水平位置信息;结合主动跟踪激光传感系统,获取工件表面的法向量,确定工件的空间位姿。搭建了硬件实验平台,在此平台上开发了一套视觉与激光融合的工件定位抓取系统,并以非标零件为实验对象在堆叠情况下进行多组实验,在模拟车间自然光照环境下,工件识别率95.4%,平均耗时为40ms,工件识别的平均坐标偏差1.86mm,法向量平均偏差为1.39°,机器人抓取率为98.2%,实验结果表明,该方法定位准确,速度快,在自动化生产线上具有可行性。     

基于视觉的SCARA机器人抓取平台与实验研究

为了提高自动化装配任务中高节拍机器人抓取工件的位置精度与效率要求,提高工作节拍时间,搭建了基于视觉的SCARA机器人抓取平台,同时开展了抓取工件的实验研究。使用Open CV完成摄像机标定,运用改进的霍夫变换算法进行工件轮廓检测,根据抓取平台的机械结构和运动特点,完成抓取作业;最后,对多次抓取实验结果进行研究分析。结果表明,该抓取平台具有较高的工业生产应用价值,其定位误差在0.5mm范围内。     

基于视觉引导的FANUC机器人抓取系统研究

针对目前工业机器人上料时大都采用预先示教的方式,一旦工作条件发生变化就会导致抓取失败的问题,研究了一种基于视觉引导FANUC机器人的抓取系统,提高了机器人柔性化抓取能力。系统采用单目视觉定位方法:将图像中的特征点通过相机标定参数、Eye-in-Hand手眼标定参数转换为机器人基坐标系下的位姿,利用FANUC Robot Interface实现上位机与机器人通信并把定位结果发送到机器人位置寄存器,引导机器人运动到相应位置并通过末端执行器完成对空心圆柱体工件的抓取。经过多次抓取实验数据分析,该系统定位误差在0.5mm以内,具有很好的实际应用价值。     

金属柱状体内部缺陷的超声检测及重构

超声检测既可检测金属柱状体工件的内部缺陷,亦可用于工件内部的缺陷重构和类型识别。为分析柱状工件内部缺陷的特征,提出了一种基于超声检测的金属柱状体的三维重构分析方法,采用有限元软件进行模拟,以得到金属柱状体工件内部的截面信号;然后通过B扫描成像对其像素点进行重组;最后利用体绘制技术对缺陷进行三维重构分析。试验结果表明,该方法可达到良好重构与分析金属柱状体工件内部缺陷的效果,允许误差满足要求。     

视觉机械手的抓取方法研究

针对机械手抓取物体大多以指定位置抓取特定物体的方式及柔性差的问题,提出利用基于深度学习方式的目标检测算法对物体进行识别。通过双目视觉算法检测物体所在的空间位置,利用D-H法进行机械手的坐标解算,从而实现物体的抓取。根据实际需求,采用实时性较好的YOLOv4目标检测算法与OpenCV中的立体匹配算法SGBM相结合的方式实现目标定位检测,并且通过租用云端服务器来训练神经网络和运行程序的方式降低本地硬件要求。实验结果表明：该机械手抓取物体的成功率达到了84%,验证了该方法具有较好的准确性,基本满足智能制造中的实际需求。     

基于改进谱残差的工件表面缺陷检测方法研究

在零件加工过程中,能够及时的发现加工工件的表面缺陷,可以保证加工质量。针对由于刀痕影响工件表面缺陷不易检测的问题,提出一种基于谱残差视觉显著模型的工件表面缺陷检测算法。首先,对工件表面图像预处理,使用同态滤波方法消除工件表面光照不均匀的影响;然后提出改进的谱残差视觉显著模型,大致定位缺陷;随后使用视觉显著性和超像素分割相结合的算法来进一步确定缺陷的位置;最后使用形态学运算,得到最终的检测结果。在现场采集图片库上客观实验评估表明,该算法具有很高的准确率且检测速度快。     

基于相控阵超声检测方法的齿轮品质控制研究

基于超声脉冲反射法原理,利用相控阵超声检测技术,采用声线模型对齿轮缺陷检测位置进行分析,并利用超声检测专用模拟软件CIVA软件,对声波在工件中的传播以及声波与缺陷的相互作用进行模拟,进而通过对声场以及缺陷检测模拟优化实验方案,最后利用聚焦扫描对人工预置孔状缺陷进行检测。结果表明,利用相控阵超声检测技术在齿轮内腔对齿轮进行检测方法可行,而且缺陷信号明显,缺陷定位精度高,误差较小,为齿轮质量控制提供一种新的方法。     

ASG管脚焊缝超声检测缺陷定位

在ASG管脚焊缝超声检测中,受探头、工件结构、焊缝成形等因素影响,会出现缺陷的定位不准的困难,从而影响检测过程及结果。讨论了一种适应现场复杂工况的定位方法。通过使用改良过的作图法和公式相辅助的方法,准确确定了缺陷的位置,可以加快现场工作效率,从而更好地完成现场检测工作。     

大型桥式抓斗卸船机结构强度分析

以桥式抓斗卸船机金属结构作为计算模型,依据《欧洲起重机设计规范》（F．E．M）,利用有限元分析软件ANSYS对其进行仿真。根据实际情况建立了桥式抓斗卸船机的有限元模型,并针对不同工况,对其整机结构强度进行了分析。通过分析,确定了卸船机各工况下应力最大点,为整机结构的设计提供了有效的参考。     

基于三维布图软件的砂型快速抓取数据生成及处理

三维布图软件提供砂型快速抓取的数据生成及处理,是桁架机械手抓取模型位置数据的来源。使用三维布图软件在布图过程中,通过人为判断、识别、标记模型的左右抓耳、放置面等,然后软件分析输出抓取信息在工作坐标系下的绝对位置,桁架机械手按照抓取信息完成模型抓取。通过布图中模型数据到砂型抓取数据的转换,降低了砂型搬用的工作量,同时也可以减小抓取数据过程中出错的概率,提高整体铸造砂型生产的效率。     

嵌入式电子节温器综合检测系统设计北大核心

设计一款基于嵌入式系统的汽车电子节温器综合检测系统,采用空气作为泄漏测试介质,效率和安全性相比使用PLC和水介质的传统检测系统高。系统由上位机与下位机组成:下位机使用STM32F405RGT6处理器;上位机基于LabVIEW软件开发。系统能够完成包括汽车电子节温器内泄漏测试、外泄漏测试和流量测试,能够实时采集电机工作电压、电流、温度,完成电机位置与角度传感器标定,并生成数据报表和曲线,最终可以判定电子节温器样件合格与否。     

基于机器视觉的机油泵智能装配系统研究

针对企业产能结构调整优化,提出基于机器视觉的JBZ-23-07型转子式机油泵智能装配系统。根据要求制定总体方案,以“由整体到局部”为设计方法,将智能装配系统分解为视觉系统、上位机软件系统等多个部分进行研究。采用Halcon软件完成对相机的标定和畸变校正;利用基于形状的多模板匹配方法提取零件图像的相关特征,得到位姿调整参数。经多次试验得出单个零件的图像处理时间为130 ms、位置角度误差为0.01°。以多方法多角度实验,验证算法的准确性、稳定性及灵敏性。结果表明:该算法平均识别成功率分别为97.60%、100.00%、98.04%,满足总体设计要求和生产实际需求。     

3D reconstruction of worn parts for flexible remanufacture based on robotic arc welding

3D reconstruction of worn parts is the foundation for remanufacturing system based on robotic arc welding,because it can provide 3D geometric information for robot task plan.In this investigation,a nocwl 3D reconstruction system based on linear structured light vision sensing is developed,This system hardware consists of a MTC368-CB CCD camera,a MLH-645laser projector and a DH-CG300 image grabbing card.This system software is developed to control the image data capture.In order to reconstruct the 3D geometric information from the captured image,a two steps rapid calibration algorithm is proposed.The 3D reconstruction experiment shows a satisfactory result.     

陶瓷结合剂化学组成的计算与配方优化设计

本文利用计算机技术．对陶瓷结合剂化学成分进行精密计算．在此基础上，根据结合剂所需要的化学成分，采用数学模型精确优化设计出陶瓷结合剂配方(即各种原材料的配比)，文章介绍了上述算法具体实现方法，给出了算法模型和精确的程序语言描述，算法重点解决了误差放大．计算稳定性等工程计算问题，对实际系统运行样本数据进行了验证，同时，文章描述了算法所引用的数据库表的结构设计方法及提高数据库应用效率和灵活性的技巧；分析了整个软件系统模块组成，描述了系统功能。通过实际应用与测试．验证了该系统算法和软件系统的可用性，对研究开发新型陶瓷结合剂具有重要指导作用。     

发动机活塞冷却喷嘴靶向自动校正机的研究

针对目前国内生产的发动机活塞冷却喷嘴普遍存在角度偏差,无法达到使用要求,以及人工手动校正效率低、精度不高的现状,文章研制了一种适用于多品种活塞冷却喷嘴的靶向自动校正机。该设备使用PLC和单片机为主要控制核心,以触摸屏为人机交互界面,结合检测组件和校正机构实现靶向自动校正过程,对其工作原理,控制系统及其软件程序进行分析与设计,根据系统方案,研制出样机。对样机进行校正测试,结果表明,该设备能够快速、精确的完成靶向自动校正过程。     

渗碳浓度梯度的简洁实时仿真

化学热处理的渗层浓度梯度仿真是计算机在扩散问题上的成功应用。能在工业现场的微控制器测控系统中实现渗层浓度梯度的实时仿真更具有实际意义。本文介绍的在MCS-51微控制器渗碳控制系统进行的仿真,采用动态调节的“显式”格式计算,点阵液晶屏曲线显示。软件的简要化、智能化和硬件的精密化,使之早现出相对空用、方便与简洁的特征。     

外圆磨削加工的仿真、优化及控制

磨削技术已广泛应用于最后加工有光滑表面和高精度要求的零件,在过去的30年里,经过广泛的研究,对磨削加工的许多方面有了一个较为清楚的了解。本论文的目的在于说明怎样利用我们对磨削过程的理解来预报磨削特性和获得最佳加工条件。一个集成了描述磨削过程中不同方面的分析模块的软件包已被开发出来。这软件包括三个主要模块：仿真,校准和优化,仿真模块作为一个虚拟磨床来预测磨削过程和零件质量,校准模块通过实测参数如功率,表面粗糙度和椭圆度等对模型的系数进行修正,从而对实际磨削特性进行学习,优化模块是以最小化周期时间或以基于服从工件质量约束校正模型后的周期时间为目标来确定磨削和修整参数。本软件已被集成进了PC开放体系控制器（OAC）,作为智能磨削系统（IGS）的基础。     

数控轧辊磨床测量系统软件开发

根据以840D控制系统为基础的数控轧辊磨床特点和用户需求,进行了轧辊测量系统软件的开发与研究.该测量系统软件是利用Visual Basic6.0编程并与西门子开发环境OEM相结合,可实现轧辊的导轨标定,实现轧辊辊形、圆度、锥度及直线度测量及补偿功能.