基于3D视觉的工业机器人搬运系统

本文提出了一种基于3D视觉的工业机器人搬运系统,3D相机和机器人进行标定后对堆放在工业机器人旁边待加工的托盘上的工件精确定位,通过以太网传送工件三维空间位置信息给机械手,工控机根据该坐标数据调整机械手的相对位置后把工件准确的搬送到生产线上进行机加工。该系统已成功应于生产线,大大提高了作业效率,节约了劳动力。     

基于视觉的机器人拧盖控制系统

机器人通过视觉对工件进行图像处理,获取工件随机位置的坐标信息,进而完成工艺作业,这种智能化的工作模式被越来越多的应用在工业生产中。该文介绍了一种基于视觉的机器人全自动拧盖控制系统。利用视觉相机和机器人进行标定后,建立绝对坐标,对工件进行精确定位,从而实现机器人拧盖工作。该系统包括机器人、视觉、伺服、传感器以及PLC,可以实现对空油桶桶口处的塑料盖和铁盖的松开,以及满油桶桶口处的铁盖的拧紧,与灌装系统对接后实现全自动灌装。该系统目前已经在益海粮油现场投入使用,运行稳定,满足生产需求。     

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。     

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.     

带时间窗口的自动化混流生产线调度方法

研究了一类带时间窗口的自动化混流生产线调度问题,其中包括工件排序和机器人搬运作业排序两类问题.在对问题进行系统分析的基础上,考虑处理时间窗口约束、机器人搬运能力约束和工作站能力约束,使用混合整数规划方法建立了此类问题的通用数学模型,并采用CPLEX软件求解模型,以印刷电路板电镀生产线为实例并通过随机算例验证该方法的有效性.     

基于视觉标定的包装搬运机器人定位方法

目的为了提高包装搬运机器人的定位精度,提出一种基于机器视觉的末端执行器定位方法。方法基于OpenCV设计一种视觉标定算法,该算法包括摄像机标定和位姿标定,可实现待码放物体图像坐标和机械手坐标之间的变换。结合工控机和运动控制卡设计其控制系统,同时给出硬件设计和软件设计方法。最后进行实验研究,包括原点定位和重复定位。结果实验结果表明,所述控制方法能够提高搬运机器人的定位精度,原点定位误差约为0.14 mm,重复定位误差约为0.6 mm。结论该搬运机器人定位方法能够满足包装码垛要求。     

基于Workbench的三轴搬运机器人结构设计与模态分析

目的为将货架上的货物直接搬运至目的地,真正实现货物到人的目的,设计一款三轴搬运机器人。方法利用SolidWorks与Workbench软件建立三维模型与有限元模型,对底盘机构与升降机构进行详细设计,并对底盘结构进行模态分析,分析其外部激励来源。结果两侧升降机构安装板是主要的动态特性影响因素,所设计的底盘结构不会因为外部激励而发生共振。结论该搬运机器人的结构新颖、设计合理,能够广泛应用于多种场合,如货物拣选、工件存放与搬运等,具有较高的应用价值。     

基于机械手的硅片搬运浸泡应用研究

本课题针对清洗生产线的硅片搬运提供了机器人解决方案,工业机器人替代人工搬运方式,将整个搬运过程做成一个相对封闭的单元空间。采用机械手抓举提升放置系统为全自动控制,全自动控制为人为设定好程序,设备全自动运行,实时监测各工件位置,夹取、翻转、码放、排列均为自动运行,是安全生产和工艺要求的保证,避免造成人员、设备和产品的损坏,减轻劳动力劳动强度、提高生产效率。     

面向仓库货架的商品智能拣选机器人设计

目的 为降低仓储拣选作业的劳动强度、提高拣选准确率,设计一款可代替人工拣货的拣选机器人。方法 基于PaddlePaddle的PP-ShiTu图像识别系统,实现货架商品的精确识别和种类的快速更新;针对低成本机械臂的视觉抓取问题,提出基于“无标定3D视觉+AGV运动控制”的货架商品抓取引导方法;采用二维码自主导航和智能升降系统实现了货架商品的搬运和立体抓取。结果 实验证明,所设计的拣选机器人实现了货架商品的精确抓取和搬运,测试准确率达到了92.25%。结论 基于该方法构建的智能拣选机器人,可以完成仓库货架商品的拣选和搬运。     

双工业机器人协调复杂作业实验研究

就双机器人搬运刚体之外的复杂作业提出了面向操作物的运动描述与规划方法，以及适应于工业机器人系统的基于关节位置控制的协调控制策略。在两工业机器人协调系统上实现了相关多轴孔装配，复杂工件边缘跟踪，弹性体操作与装配作业实验。     

任意形状工件的二维视觉定位和定向的研究

利用计算机视觉技术对任意形状的工件可以进行快速的定位定向．例如：被测工件在CMM工作台上放置状态的确定；机器人抓起生产线传送带上的工件等等．本文利用物体影像的转动惯量对物体进行定位和定向，对空间物体的位置和方向给出了利用物体影像的转动惯量确定的严格定义．文中对利用物体影像的转动惯量对物体进行视觉定位定向的原理给出了详细的叙述，并给出了便于计算机编程的定位定向公式，同时给出了该方法的实验数据．     

基于双目视觉零件特征测量技术的研究

通过eye on hand模式，对上下料机器人配置双目视觉系统，将获得的图像进行处理后，判断工件的尺寸、位姿等信息，为上下料操作提供数据支持，使其能准确抓取工件。本文根据双目测量的理论基础，利用Harris角点算法获取零件的角点，对左右相机获取的图像进行区域匹配操作，进而获得工件的特征信息。最后，利用MATLAB对工件进行特征的提取和测量实验，为后续的研究工作提供了基础。     

机器人手爪的功能分析与设计研究

本文对机器人手爪的抓取运动范围、工件的定位要求、夹紧力的计算方法、工件的检测、清洁和安全等相关功能要求进行了系统的介绍,对设计手爪时工件结构形式的分析、工件定位点及夹紧方式的确定、工件检测传感器位置及数量的确定、工件表面的清洁、手爪的安全性等相关设计事项进行了研究,在分析了机器人手爪的有关设计要素后,提出了机器人手爪的设计的步骤和设计思路,为机器人手爪在现代工业制造领域的推广和应用提供技术支持。     

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。     

可动态跟随抓取多功能机器人实训站设计

该文根据机器人技术的发展对目前工科类院校职业技能所提出的要求,结合机器人、自动化等专业在教学、考核、技能培训以及竞赛等方面的需求特点,设计一种可动态跟随抓取的多功能机器人实训站,利用多种快换装置抓手实现机器人的动态跟随分拣、搬运、码垛、轨迹模拟涂胶、视觉装配、变位焊接以及抛光打磨等所有行业典型的应用功能。为广大师生学习工业机器人技术提供知识丰富平台,很好地解决培训考核内容集成于一站的问题。     

砂带磨削机器人磨削曲面工件的工作空间及加工轨迹分析

研究了机器人砂带磨削加工技术,以克服传统磨削加工工作环境恶劣、劳动强度大的缺点。针对曲面工件的磨削加工任务,研究设计了3P3R构型的砂带磨削机器人;通过对该机器人运动学和工作空间的分析,应用数值分析方法得到机器人的大致可达工作空间;对待加工工件表面点进行数学建模,应用蒙特卡洛法对曲面工件的磨削加工轨迹进行了仿真分析,得到所有待加工表面点最接近于加工时的机器人姿态。分析结果不仅判断了工件是否具有可加工性,而且仿真分析的加工轨迹为工件加工的示教编程提供引导,同时提供了一种离线编程的途径。     

浅谈搬运助力外骨骼机器人设计

为了解决搬运重物体力消耗大、安全性低等问题,笔者提出了一种搬运助力外骨骼机器人,详细设计了机器人的机械结构,分析了机器人的工作原理。阐明搬运助力外骨骼机器人的优点:关节自由度符合人体特征,运动灵活;设置了伸缩助力装置与弹性连接带,能够有效辅助弯腰动作;各个关节都设置了限位装置,防止外骨骼机器人出现故障时对使用者造成伤害。     

一种适应多型号缸体工件搬运的机械夹手设计

为提高生产效率,降低人工成本,现生产线由人工装配柴油机缸体升级为由机器人自动化搬运装配生产线;现设计一种缸体搬运机械手,机械手由气缸与直线导轨、手指、法兰相连接,实现一个手指的横向移动,另一个手指固定不动。夹手两侧有定位顶尖,定位顶尖与缸体曲轴两端中心孔配合,提高抓取夹持定位精度;改进后机械手不仅能兼容多种型号工件搬运,而且定位精度高,调试方便,且设备成本大大降低。设备性能稳定可靠并已运用到实际生产中。     

基于ADAMS的六轴机器人动力学仿真分析

目的 为了解决六轴机器人包装行业中装箱、搬运等工序的应用问题,主要基于包装生产线的搬运工序设计作业机器人并对其动力学进行研究.方法 根据包装生产线搬运工序的作业特点,将机器人结构设计为六轴关节型机器人,每个关节均通过伺服电机连接减速器驱动,通过牛顿-欧拉法对机器人进行动力学分析,建立机器人模型,并运用ADAMS软件对其动力学进行仿真分析.结果 所设计机器人关节的运动轨迹曲线平稳变化,轨迹平滑连续,角速度和角加速度曲线平滑、无突变.结论 机器人运动平稳,在运动过程中振动较小,证明了结构设计的合理性,为六轴机器人的优化设计提供了理论基础.