基于视觉检测的机器人自动制孔设备基准找正方法的研究

基准找正是机器人自动制孔中的一个重要环节,该环节直接影响整个制孔过程中的位置精度。检测系统的标定方法对最终的精度有着重要的影响。在对视觉传感器标定精确的基础上,探索整个检测系统的标定方法,并通过这种标定方法．完成对基准孔的检测,通过使用Socket完成上位与视觉传感器的通信。     

机器人加工几何误差建模研究:Ⅰ空间运动链与误差传递

以机器人作为制造装备执行体,集成视觉等智能传感器,实现大型复杂零件小余量磨削/铣削/切边/制孔是智能制造的前沿研究方向之一,目前加工误差难以降低是制约其应用的主要难题.以加工误差降低为主要目标,以机器人、视觉传感器、工件、工具为主要对象,研究视觉引导的机器人加工几何误差建模与精度控制,具体包括:在第Ⅰ部分介绍几何误差建模与参数辨识国内外研究现状,研究机器人加工空间运动链与加工误差度量指标定义,推导静态误差(源于工件/工具位姿误差)定量传递模型与动态误差(源于关节运动学误差/关节弱刚度)定量传递模型;在第Ⅱ部分建立手眼位姿参数、工件位姿参数、工具位姿参数等精确辨识的目标函数与计算方法,在考虑关节运动学误差和弱刚度变形的情况下,提出面向整体误差控制的机器人加工(磨削/铣削/切边/制孔等)位姿优化通用模型.     

基于传感器信息融合的机器人自动车桥架塞焊

本文描述了一种车桥架钣金连接塞焊孔焊接方法。该方法采用机器视觉和激光位移传感器信息融合方式,获取塞焊孔的形状、位置和孔深信息,自动引导机器人对不同大小和深度的塞焊孔采用不同的焊接参数进行焊接。解决了机器人采用固定焊接参数进行车桥架塞焊后焊孔质量不容易保证的问题。     

基于视觉的组合式机器人轴孔装配平台与实验研究

搭建了基于视觉的五自由度组合式机器人装配平台,开展了轴孔装配的实验研究,使用视觉传感器进行孔类零件定位,由机器人装配平台完成自动插轴入孔装配作业。首先,使用Open CV进行摄像机的标定、圆孔轮廓检测;然后,根据装配平台的机械结构和运动特点,改变孔类零件的中心位置,进行插装作业;最后,对多次装配实验研究结果进行分析。结果表明,在机器人平台上的装配误差在0.5mm范围内。     

一种视觉示教与纠偏的焊缝跟踪方法

提出一种基于结构光视觉传感器的示教及纠偏的机器人焊缝跟踪方法,探讨了图像特征提取方法和机器人跟踪控制的策略.机器人移动的同时,视觉传感器定时对焊缝上各特征点坐标进行测量记录,完成示教;再现时,基于图像模板匹配测出实际特征点位置与示教点的偏差,控制机器人根据偏差对跟踪路径实时调整,从而实现自动跟踪.     

自主移动钻铆机器人的基准检测与修正方法

自主移动钻铆机器人是一种适应机身筒段对接装配的8足并联机器人,由于其存在初始位置的不确定性以及加工制造等引起的理论与实际位置偏差,因此需要解决机器人制孔的基准检测问题。针对多坐标系系统和多种不同的基准形式,提出坐标变换方法与基准检测与修正方法,通过坐标系的空间变换,分别采用最小二乘法与间接转换法求解理论位置与实际位置的偏差,从而对待加工孔进行位置修正。实验表明,该方法能够实现机器人制孔的基准检测,完成偏差修正。     

机器人加工力位测量平台与软件模块开发

机器人铣削加工过程中末端力和位置监测对加工变形误差的计算和补偿具有重要作用,由于机器人控制系统具有一定的开放性,开发力位测量上位机软件并与机器人控制系统实时通讯,可以有效掌握机器人加工过程位姿相关的末端力和位置信息,为变形误差预测和补偿提供数据基础。在ABB IBR6660工业机器人上利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器搭建了机器人末端力位测量系统,其中位移传感器安装在主轴端、力传感器安装在主轴和法兰之间,利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器的接口函数结合C#开发了力位测量软件模块,利用ABB工业机器人的PC Interface接口和PC SDK函数开发机器人上位机通讯软件平台,给出了关键代码,最终实现了机器人铣削加工中的末端力位信息实时测量,为机器人加工变形误差的预测和补偿提供数据与控制平台基础。     

基于线结构光视觉传感器的圆孔定位误差分析

针对空间圆（类圆）孔几何量测量,传统视觉测量方法一般采用双目立体模型,基于立体像对实现对圆孔空间位置的测量,由于传感器成本、体积、重量等的限制,在特殊视觉系统,尤其在发展迅速的基于工业机器人平台的柔性视觉检测系统中均凸显其不足。本文基于单摄像机架构的线结构光视觉传感器,提出圆（类圆）孔定位两步法,并对被测圆心x ,y ,z 向坐标测量误差进行了详细讨论和分析。通过对被测圆心定位误差的分析计算,在实际测量应用中,z 向测量精度可以优于±0.25mm,x, y 向测量精度优于±0.006mm。研究结果表明该方法切实可行,可以满足实际测量需求,极大地扩展了线结构光视觉传感器的应用范围。     

轻型自主移动制孔机器人基准检测技术研究

针对大飞机机身大部件的装配需求,设计了一套柔性好、效率高、自动化程度高的轻型自主移动制孔机器人,并根据制孔机器人自身的结构特点,提出一套机器人视觉检测系统的手眼标定方案。在此基础上,提出了基于基准孔建立局部坐标系和空间坐标系转换的基准检测算法。实验表明:该技术能够实现机器人高精度制孔的精确定位,满足大飞机机身制孔位置精度要求。     

一种移动加工机器人的视觉定位方法

针对移动机器人多站位加工需求,提出一种在加工现场仅需一次三维视觉测量便可确定移动机器人基坐标系相对工件坐标系位姿的方法。该方法首先利用激光跟踪仪和视觉传感器测量信息分别构造机器人基坐标系相对工件坐标系的齐次变换矩阵;然后以有限位形下后者相对前者偏差的二范数之和最小为目标,辨识机器人全关节运动误差的二次响应面系数。据此,在用视觉传感器获取工件坐标系相对视觉坐标系的位姿后,便可用二次响应面系数修正机器人基坐标系相对工件坐标系的位姿偏差,并通过一次在线视觉测量便可实现移动机器人的快速定位。以一台搭载在AGV上的混联加工机器人为例,通过试验验证了所提出方法的正确性和有效性。     

基于PLC与视觉传感器的自动检测系统设计

介绍的是柔性生产线中的视觉单元的电气系统设计。系统基于PLC与视觉传感器技术,实现对工件上的加工孔个数及孔尺寸精确检测,对不合格品的自动剔除正确率高,可应用于工业生产线上的产品缺陷检测应用。     

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。     

面向电动公交车的充电机器人感知与控制

为实现机器人插接充电枪为电动公交车充电,研究充电机器人感知与控制系统.机器人通过激光测距仪和眼在手上的单目视觉感知充电孔位置,并采用可编程控制器(PLC)和工业控制计算机(IPC)协同控制.先示教确定标准拍摄位置、拍摄距离及充电孔的标准位置,再检测充电孔正负极边缘并创建匹配模板,应用形状匹配与机器人配合进行手眼标定.PLC采用状态转移法设计控制程序,通过IO输出机器人动作条件,IPC通过OPC通信读写PLC状态,通过TCP发送动作坐标到机器人控制器.实验和应用结果表明,定位误差＜0.5 mm,准确性和可靠性满足应用要求.     

基于3D激光器的机器人视觉定位引导系统设计与应用研究

论文采用3D激光视觉技术采集三维空间机器人坐标位置和之前的标准图件对比计算出位置偏差发送给机器人,再有机器人计算矫正后行走正确的轨迹,从而保证工件的加工位置精度。     

线结构光视觉传感器测圆(类圆)孔中心两步法

针对基于工业机器人平台柔性三维视觉检测系统,提出线结构光视觉传感器测量空间圆(类圆)孔中心两步法。根据线结构光视觉传感器测量模型,确定被测圆心近似z向坐标。根据圆心相对摄像机光心的方位,确定被测圆心的x、y向坐标。该方法突破了传统空间圆(类圆)孔中心测量仅能采用双目视觉传感器的方式。研究结果表明,该方法切实可行,可以满足实际测量需求,能够极大地扩展线结构光视觉传感器的应用范围。     

基于视觉跟踪的大型容器焊接机器人的研制

研制了一种基于 CCD视觉焊接轨迹跟踪技术的无导轨焊接机器人。该机器人由新颖的 CCD视觉传感器来实时检测机器人行走机构与焊枪的跟踪位置偏差量 ,并据此由微机控制系统实现对机器人行走机构与焊枪的二级自动跟踪。该机器人采用永磁式柔性磁轮机构作为支持行走单元 ,使焊接机器人具有了节省导轨、轨线适应性强的优点。焊接工艺评定试验结果表明 ,此焊接机器人自动跟踪精度高 ,焊缝质量好 ,工作稳定可靠。     

工业机器人加工中的精度控制方法研究

利用软件编程的方法提高工业机器人的加工精度,首先,利用力传感器对工业机器人、夹具、加工机床进行标定,求取它们之间的位置和姿态误差;其次,利用标定时求取的位置与姿态误差,调整软件中夹具、加工机床模型位置与姿态,使实际空间中的工业机器人、夹具和加工机床的位置、姿态与软件空间中的工业机器人、夹具和加工机床模型的位置、姿态关系一致;最后,将软件空间编制的工业机器人加工程序映射到实际机器人空间。实验结果表明,利用标定后的软件编程,其加工的位置精度可以达到0.2 mm,姿态精度可以达到0.1度。     

基于光电传感器的移动机器人局部定位系统

移动机器人的定位是实现智能控制的基础,目前常用的方法有里程计定位和视觉定位等。视觉定位常常不能判断物体的准确位置,而里程计定位则存在轮子打滑情况。因此,常遇到因惯性滑动导致定位不准的情况,以致对轮转的测量数据不能作为判断机器人实际运行情况的依据。本文提出一种利用光电传感器实现局部精确定位的方法,它和视觉定位配合可实现Robocup足球机器人的大范围精确定位。     

一种球形移动机器人传感系统设计

文章为了解决球形机器人自主控制的问题,根据球形机器人结构和运动的特殊性,设计了一种球形机器人的传感系统。建立了无滑动条件下球形机器人运动模型,根据运动模型由惯性测量系统和光电码盘数据组合得到机器人位姿。利用激光测距传感器获取周围障碍物信息。通过全局CCD视觉传感器跟踪识别目标物体,使用手眼CCD视觉传感器和超声传感器定位目标物体并协调机械臂实现对操作目标准确快速的抓取、放置。     

面向光学精密装配的微操作机器人

为完成复杂的光学精密装配任务,开发一种多传感器混合控制的宏/微结合微操作机器人系统.在分析光学装配原理的基础上,阐述机器人系统的组成.研制由交流伺服电动机驱动的6自由度并联机构和由压电陶瓷驱动的5自由度柔性铰链机构,分别实现光学器件的粗定位及精定位,由压电陶瓷驱动的二级杠杆放大机构实现光学器件的可靠夹持.建立包括位姿检测、显微视觉、激光损耗检测及力检测的多传感器控制系统,根据传感器采集的位姿信息、视觉信息、损耗信息及力信息协调控制宏/微定位工作台精确调整光学器件的位置和姿态,实现装配自动化.试验表明,开发的面向光学精密装配的微操作机器人能够成功地完成光学器件的精确装配.