基于单目视觉的工业机器人智能抓取系统设计

针对工业机器人如何能在多目标工况下快速自主识别和抓取指定目标工件的问题,将单目视觉引导技术应用到工业机器人智能抓取系统设计中。利用图像进行了模式识别,对检测定位进行了研究,建立了视觉图像与工件定位抓取之间的关系,提出了基于轮廓Hu不变矩快速模板匹配算法的单目视觉抓取系统。首先将摄像机获取的图像进行了预处理,然后利用轮廓Hu不变矩模板匹配算法进行了目标工件的识别,利用轮廓矩和二阶惯性矩最小原理对识别出的目标工件进行了位姿求取,最后通过建立SOCKET通信将求取的位姿发送给了机械臂控制系统引导机械臂的抓取。基于VS软件开发平台和ABB机械手,对智能抓取系统进行了搭建并试验。研究结果表明:该基于单目视觉搭建的工业机器人智能抓取系统成本低、定位精度高,可满足工业自动化生产的需求。     

探析工业机器人机器视觉系统在工件分拣中的应用

随着工业机器人现代化生产线的发展,智能视觉系统对于工业机器人的需求也随之增大。本文以汇博工业机器人、智能相机与S7-1200 PLC组成的软硬件为载体,主要研究基于智能相机的视觉系统协助工业机器人判检测工件的类型和位置,智能相机的使用使得分拣与搬运作业变得高效准确且成本低廉,为工业机器人能按确定的轨迹完成工件的抓取、搬运、装配以及入库一系列的作业提供了应用实践能力。     

基于工业机器人与机器视觉的红外传感器装配系统设计北大核心

针对红外传感器装配过程存在工件位置不准确等问题,设计了基于视觉定位技术的红外传感器自动装配系统。机械结构由工业机器人、供料单元、输送单元、视觉检测单元、快换工具单元和机器人第七轴等组成;利用视觉系统识别传感器端盖的位置和角度,并将结果换算到机器人世界坐标系,使机器人能够准确抓取到工件;搭建了基于以太网通信的PLC控制系统,完成红外传感器各零件的出料、输送、抓取及自动装配控制。实验表明,所设计的系统自动化程度高,运行可靠,具有较高的推广应用价值。     

基于视觉的机器人抓取系统应用研究综述

针对生产线上工业机器人的柔性和智能水平不高的问题,将日益发展的计算机视觉技术引入原有的搬运工业机器人领域,利用机器人视觉技术获取工件及其周围环境的信息,识别出了所要操作的目标工件,并能通过做出决策来引导工业机器人完成对工件的抓取和放置等操作。针对生产线上的工业机器人抓取系统中摄像机的标定、目标工件的识别匹配、机器人对目标工件的定位抓取这3个主要步骤在现阶段的研究成果进行了综述,对计算机视觉定位中涉及到的相关图像预处理方法进行了分析与归纳,并对该技术的实际应用研究和未来发展进行了讨论。研究结果表明,视觉抓取系统技术成熟,能够满足工业应用中的实时性要求,各部分算法的研究和改进对工业的发展和相关研究具有一定的参考价值。     

基于ZigBee+RFID的智能装配多机器人协作系统研究

设计了一种智能装配多机器人协作系统,由ZigBee网络为通信和定位平台,配合RFID设备,以及一些机器人机械结构和硬件电路构成。采用RSSI定位和循迹相结合引导机器人行走,多机器人实时通信,协作完成工件的识别、抓取、搬运和拼装作业。阐述了系统功能和硬件结构的设计,分析了无线定位和协作装配的算法。实验证明,系统准确、可靠地实现了多机器人协作装配,可应用于提高机器人的智能程度和作业效率。     

基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统设计

以美国国家仪器公司的视觉开发模块NI Vision为软件支撑和以ABB-IRB120型机器人,摄像机和传送带为硬件基础,对视觉识别与检测系统进行了模块化设计,构建了一个基于单目视觉的工业机器人工件自动识别和智能抓取系统,其中ABB-IRB120型工业机器人作为操作手臂,用CCD相机、运动控制器和工控机搭建了机器人视觉控制平台,通过建立抓取系统的参数化模型给出图像坐标到机器人坐标的转换算法,利用NI Vision中提供的图像处理、模式匹配等方法,在C#环境下进行开发,实现了目标定位和机器人控制两大基本功能,最终控制机器人完成目标工件的抓取。     

基于HALCON和C#视觉系统的铸件打磨工作站建立

针对铸造行业大体积工件的搬运、打磨等问题,基于HALCON和C#混合编程方法和工业机器人实验平台,开发了具有视觉抓取技术的工业机器人系统,设计并调试系统各个组成部分,建立视觉定位抓取铸件打磨工作站,实现了工业机器人对工件的精确视觉定位并抓取,提高了铸件打磨效率同时并升级系统安全,为业内解决此类问题提供了一个新的参考。     

基于双目视觉的六自由度工业机器人控制系统研究

目前机器人视觉系统正越来越广泛地应用于视觉检测、视觉引导和视觉装配领域。为了使机器人能够快速准确地识别、检测、抓取工作台上的工件,该文设计了一套双目视觉的六自由度工业机器人控制系统。文中以张正友摄像机标定法为理论依据研究双目视觉合成技术,利用MATLAB摄像机标定工具箱分别获取左右摄像机的内外参数;通过建立机器人用户坐标系、摄像机坐标系以及世界坐标系实现了空间坐标转换;由OpenCV图像处理算法获得工件坐标位置,控制系统驱动机器人实现工件抓取。     

基于RGB-D图像的机器人无标定视觉定位

针对柔性生产单元工业机器人轴孔装配任务中工件的识别和定位,提出一种能适应小批量多规格装配任务的工业机器人无标定视觉定位方法,减少了因复杂的标定过程和工况变化造成的设备停机而消耗的时间。基于深度图像设计了图像处理和特征识别算法,完成了目标工件最小外接矩角点坐标的提取。通过深度图像数据和机器人之间的坐标转换关系计算得出运动控制参数,驱动机器人完成粗定位。运用霍夫圆检测算法从彩色图像中提取待装配圆孔的几何参数,进而驱动机器人完成二次定位。实验结果表明,该方法的定位精度稳定在0.6mm～1.2mm之间,基本满足后续装配过程对定位误差的要求,可用于多规格、小批量轴孔装配过程中目标的识别和定位。     

面向零件装配的机器人工件识别

针对工业机器人装配柔性低、工件识别鲁棒性差的问题，提出一种基于机器视觉的工件识别方法应用于零件装配领域。该方法首先利用双层旋转滤波器的尺寸不变性和旋转不变性实现特征点的均匀提取，利用rBRIEF算法生成带有方向信息的特征点描述符，计算Hamming距离进行特征点匹配，利用RANSAC算法对结果进行优化，实现目标工件的准确识别。用工件图片对本文方法进行检验，试验对比分析了该方法与3种传统方法在旋转、缩放变换下的工件识别效果，结果表明，该方法能够更准确、高效地识别工件。最后，搭建基于机器视觉的轴孔装配实验平台，验证工件识别的可行性。     

十字龙门式机器人的研究

设计了一种用于装配作业的十字龙门式机器人,该机器人可用于工业生产上的精密化装配作业,能提高作业效率、减轻劳动强度.文中结合十字龙门式机器人的特点,完成了机器人的总体方案设计;然后根据技术要求,进行了机器人的总体结构设计、传动方案设计、驱动单元设计及传感器设计;确定方案后,又进行了传动丝杠、驱动电机及编码器的参数计算,从而对相应的部件进行选择.在对十字龙门式装配机器人的设计过程中,结合机器人的特点,设计了大刚度的龙门结构,大大提高了系统的刚度和精度.     

基于工业机器人的水接头自动装配系统设计

水接头装配是相控阵雷达液冷系统装配的重要工序,自动装配系统可以解决传统手工装配方式效率低、装配质量一致性差、装配过程数据无法记录的问题.文中依据水接头装配工艺,分析了水接头装配的定位要求,结合机器人的技术特点,设计开发了一套基于工业机器人的水接头自动装配系统,通过增加第七轴运动系统和基于机器视觉的独立误差修正机构解决了...     

双阴电连接器自动装配机器人控制方法研究

双阴电连接器为雷达产品的关键器件,采用传统人工装配方式效率低,一致性较差,采用自动装配机器人系统进行装配可有效提高装配效率和质量。文中从电连接器装配的工艺需求出发,结合电连接器的结构特征,梳理了自动装配方式下详细的控制流程架构。通过对装配对象特征提取逻辑和定位算法的设计,有效实现了装配位置的精确引导,并通过对机器人装配关键运动点的拆解分析,得出了一套完整的自动装配控制方法。基于该方法设计的系统在实际应用中稳定、可靠,满足军工产品生产装配要求。     

基于机器视觉的表针自动码垛系统

为了解决表针生产过程中的自动码垛问题,设计了基于机器视觉的表针自动码垛系统。在表针自动码垛系统中,通过安装在平面关节型机器人上的工业相机,对送料转盘进行图像采集。结合几何轮廓定位和斑点分析等图像处理技术,对图像特征进行提取,获取送料转盘上随机分布的表针位置信息与正反面信息。借助优化后的表针吸嘴和手眼标定技术,通过平面关节型机器人以一定间隔交替分拣正面表针和反面表针。正面表针由平面关节型机器人直接码垛,反面表针经过180°旋转机构翻转后再进行码垛,从而实现表针的全自动码垛。通过试验确认,基于机器视觉的表针自动码垛系统可以满足多种不同规格表针的码垛要求,定位精度、效率与稳定性高,误差小。     

层状装配系统的自动装配规划研究

对计算机自动装配规划进行了研究,从最底层零件间的优先关系矩阵出发,研究了串联、并联子装配体的识别和检验算法、高层装配体间的优先关系收缩矩阵算法以及装配系列的自动生成算法。通过算法在汽车车身后地板装配实例中的应用,对算法的有效性和实用性进行了验证。研究的算法可自动实现层状装配系统的计算机自动规划,可广泛应用于汽车、机器人及其他各种多零件机械体的装配顺序规划。     

基于工业机器人的开关柔性组装自动化系统设计

以MD1位单开开关壳体中开关铜件和壳体组装为例,研发和设计了一套开关铜件和壳体组装工序的自动化系统。应用工业机器人、现代传感技术、现代控制理论技术、机械结构原理以及PLC触摸屏技术,研究开关壳体中开关铜件和壳体的装配工艺,完成整套系统的机械结构设计,选型合适的工业机器人,设计相对应的机器人末端执行器,配以精确可靠的PLC集中控制系统。最后研发出一套基于工业机器人在开关铜件和壳体组装工序中的自动化系统。     

全方位装配机器人的刚度误差分析

为了提高工作效率并节约劳动力,设计了一种可执行装配任务的全方位装配机器人,此机器人能在实际工程中执行一些简单的装配任务。为提高机器人在执行装配作业任务时的装配精度,对其刚度误差进行分析。根据机器人的结构特点并结合旋量理论对并联机构各支链进行建模,推导出机器人的刚度模型。通过仿真分析得出了支链长度以及载荷对系统刚度的理论影响。结合实验测试对刚度矩阵进行修正,得出不同姿态下系统刚度引起的误差。详细分析误差的产生的原因,提出了减小误差的改进方案。     

Robotic automatic assembly system for random operating condition

A vision guided tabletop robotic assembly system is constructed for the random environment automatic assembly purpose. The distributed control structure is designed for this assembly system. A PC is specified as the central control unit for machine vision operation and the harmonization of At89c51 distributed control unit for each axis. The machine vision is introduced to search the locations and measure the size of the assembly parts in the robotic workspace. Then, the central controller commands the robot to pick the part sequentially based on the specified program to complete the automatic assembly process. The model-free fuzzy sliding mode control scheme is embedded in each joint micro controller for simplifying the model based control problem. The central control unit PC communicates with each joint controller by network communication. This assembly system is implemented on a 3 DOF SCARA robot. The experimental results show that the robotic motion control performance is good enough for assembling work; the vision pattern classification and assembly motion paths planning and monitoring are exactly executed by the central control unit. The goal of this robotic random assembly operation is achieved with the appropriate integration of robotic motion control, machine vision, sensor and assembly force detecting techniques.     

柔性装配系统设计中若干问题的研究

研究了柔性装配系统设计中的装配规划,提出通过计算装配关联图割集,利用分离可行性和可行分离路径判据,求出可行拆卸顺序,以与/或图给出装配顺序。还研究了机器人装配工作站规划,提出了把机器人装配成功率最高的位姿作为装配点,把位姿误差最小的构形作为抓取点,适当调整工作点,缩短机器人运动路径,实现工作站的合理布局。     

类人机器人腕用六维加速度传感器的理论研究

类人机器人灵巧手抓取过程中的惯性力会影响到抓取的鲁棒性,为了消除惯性力的影响,需要检测出加在手上的空间加速度反馈给控制系统,以确保抓取的平稳性和快速性.采用并联机构作为弹性元件研究了一种六维加速度传感器,建立了静态数学模型,推导了加速度和灵敏度雅可比矩阵,并对传感器的静态特性进行了研究.根据定义的静态性能指标采用空间模型理论的图谱寻优法,优化设计了传感器的理论模型参数.为了验证设计参数的可靠性,给出了1种类人机器人腕用六维加速度传感器的算例,仿真实验获得的各弹性连接杆上应变的实验值与理论值的最大误差为1.617％.最后标定实验结果证明研究的理论和方法是有效和可靠的.