基于STM32的散热片自动装配的控制系统设计

针对散热片的自动装配系统对控制信号实时性的要求,设计了以ARM Cortex-M3 STM32F103ZET6为微控制器,以磁性开光和光电开关为位置反馈元件,基于机器视觉伺服控制为装配检测手段的散热片自动装配的控制系统。该控制系统中,散热片自动装配系统的工作盘、散热片上下料机械手、钻孔攻丝机械手、焊针上料夹紧机械手和清除碎屑装置通过STM32及其外围电路的控制,顺序启动后同步执行相应动作,完成散热片自动装配的过程。     

基于机器视觉系统的PC主板自动组装

利用Cognex开发的Pat Max算法对PC主板内存卡槽、内存条、CPU进行采样处理,并结合机械手臂实现对PC主板在流水线上的自动装配。工业相机、机械手、扫码器和工控机等组成一个闭环视觉系统,借助In-Sight视觉系统具有的强大定位工具、图案匹配技术等优点结合机械手高自由度特点重点解决PC主板自动、安全、高效装配问题。     

列车预装配柔性实验平台机械手设计研究

针对现有高速列车车厢预装配实验平台制造成本高,重复利用率低,定位精度差的问题,对装配对象结构特征、装配工艺需求等方面进行了研究,提出了一种基于曲面特征点离散化法及多点柔性夹持技术的列车预装配柔性实验平台机械手定位方法;设计了可重复利用、驱-动分离的自动化、低成本高铁车厢预装配柔性实验平台机械手;通过ANSYS有限元分析工具对机械手关键零部件的强度进行了分析,验证了机械手结构的安全可靠性,获得了机械手的优化结构。利用简易车体装配台对机械手定位方法的可行性及预装配柔性实验平台的装配效果进行了验证。研究结果表明,该柔性实验平台能实现真实模拟车厢装配环境、准确定位车厢关键零部件等多项功能,整机制造成本低、装配效率高。     

电子天平自动检定装置研究

针对目前电子天平检定的数量大而人工检定存在效率低、包含人为误差等问题,本文对电子天平的自动化检定进行了研究,研制出一套电子天平自动检定装置。该装置由AGV小车搭载机械手对电子天平开展检定,机械手上装有定位相机和测距传感器,可以准确定位天平秤盘的位置和尺寸,采用视觉技术读取天平的示数。对两台相同的电子天平分别进行了人工检定和自动检定,最终结果表明,自动检定相对人工检定同样具有较高的准确性,并且能够提高电子天平检定的工作效率,可以替代人工进行检定。     

微器件装配系统机器视觉的实现

高精度的机器视觉系统是实现微器件装配的关键之一.本文对微器件装配系统中机器视觉的功能和过程进行了设计,并对各部分算法进行了改进设计使其能够满足微装配的实时检测定位的功能.对微器件中广泛存在的圆形轮廓进行了识别定位的实验,结果表明该视觉系统能够为微器件的装配提供精确的定位参数可以保证微装配过程的实现.     

基于Labview的机械手视觉引导系统设计

机器人的使用在工业中变得越来越广泛,如何使机器人的运行更加智能化、人性化,成为许多学者研究的热门课题。机器视觉作为一种新兴的技术,也越来越受到关注。工业机器人通过机器视觉获取的图像信息特征,能够更加准确地定位引导,抓取和放置物料。以机械手的目标识别和数据通讯为研究目标,针对物料的实时匹配识别以及上位机与机械手的数据通讯进行了详细的研究,并通过Labview编程完成整个机械手视觉定位引导的软件的编写。该视觉引导系统可以实现图像的图像标定和匹配定位,最终完成抓取和放置的动作。定位误差为±0.1mm。     

圆柱内壁工件的内撑式抓取与装配机械手设计

根据叶蜡石块生产压机特定的工作要求,设计了一种用于圆柱面内壁工件作业的内撑式抓取与下压装配机械手。该机械手主要包括内撑式三爪指系统和一个筒状手掌,手指系统与筒状手掌之间采用弹性连接;手指系统可以在装配作业中回缩与内藏于手掌内,以避让成型模腔中心的凸模。对机械手的结构与工作原理进行了介绍,对机械手关键参数的设计(包含内撑夹持力、稳定夹持物料转运条件、气缸驱动力的限制等)进行了论述。仿真分析与实验结果表明,该机械手可以满足特定作业对象的工作要求。相关研究为自动化装置的作业机械手的设计提供了新思路与实践。     

基于SCARA型机器人的坐标变换研究

随着工业化的不断发展,SCARA机械手在工业相机的视觉引导下和运动控制器的控制下可完成工件的高精度定位及装配。但是SCARA机器人在吸取器件工作过程中,存在器件吸取点与器件自身中心不重合的问题。对SCARA机器人转动运动学和坐标变换就行研究,通过理论算法解决此问题。     

基于双PSD的机械手运动轨迹跟踪测量装置

未来复杂的服役环境要求自动化设备空间机械手必须具备精确的末端定位和空间姿态控制,而机械手装配间隙、承载变形等原因导致其末端执行器的位置与理论计算存在偏差,因此,对机械手的运动轨迹跟踪测量成为亟待解决的难题。结合光敏位置探测器的特点和双目视觉测量原理,研发了一种基于双PSD的非接触式三维测量装置,可对空间运动目标点光源的轨迹进行跟踪测量,并将其应用在加工中心机械手的角位移和轴向位移测试中。PSD测量装置通过强力磁性表座固定在机械手下方的平台上,作为被测目标的光源安装在被测量机械手的手臂上,光源通过工业镜头投射在两个PSD的二维感应屏上形成光斑,两个PSD在光斑的激发下各自输出相应的电压值,经过信号处理器后转换为与二维坐标值以1 mm/V关系对应的电压值,计算机通过电压采集卡将相应电压信号采集保存,由两组二维坐标值反算出被测光源中心的三维坐标值,并实时转变成机械手的角位移和轴向位移。所做工作是对复杂机构上点目标的运动轨迹实时在线测量、机器人末端执行器的空间位置及姿态的快速测量难题解决方案的一种探索。     

基于视觉导向的机械手设计与研究

设计了一套视觉引导的智能拾取机械手,该机械手主要由控制系统、执行机构、视觉系统、驱动系统四大部分组成。此次设计的机械手是基于Delta结构,首先对机械手的设计方案进行简单介绍,接着介绍移动机构与抓取机构的设计,然后对机械手运动定位原理进行说明,最后阐述了视觉系统的工作流程以及控制系统的工作原理。文中研究成果为工业自动化中,应用视觉来引导机器人识别和智能地抓取三维物体的实用系统开发提供了较好的借鉴。     

高铁车厢柔性预装配平台设计研究

针对高铁车厢预装配不可重用、柔性差及自动化程度低等问题,对高铁柔性预装配进行了研究,提出了由内外龙门及相应的机械手组成的预装配平台,内龙门机械手通过外龙门机械手提供动力实现了位置移动及装配点的定位。通过开发基于台达触摸屏和PLC分布式控制系统,实现了PLC控制程序和人机界面软件相结合的柔性预装配控制。通过上位机软件的规划及管理最终实现了预装配过程的自动化及智能化。现场试验结果表明,该系统实现了真实模拟车厢装配环境、准确定位车厢内关键零部件的位置,根据车厢情况灵活配置实现了柔性装配等多项功能,具有一定的实用性及推广价值。     

基于VBAI和MATLAB的三自由度并联机械手运动仿真

为了真实反映基于机器视觉的三自由度并联机械手抓放物体的情况,在对机械手的机械结构和运动轨迹进行建模的基础上,运用机器视觉技术对待抓取物体进行图像的采样和定位,并采用VBAI和MATLAB两款软件进行联合仿真的方法对机械手系统的目标获取、目标定位、机械结构、轨迹规划等部分进行建模和仿真,仿真结果表明所设计的机械手系统满足准确性和快速性的设计要求;机器视觉技术的引入对并联机械手的智能化和定位的精准化是有很大帮助的,进而证明该联合仿真方法是有效的。     

用于瓶装奶检测和搬运的多自由度智能机械手的三维建模设计

机械手应用于工业生产,能更好地辅助工人完成工作。现介绍一种用于检测和搬运瓶装奶的智能机械手装置的总体结构和工作原理,并基于整体结构设计,给出三维建模和整体装配效果图,从而将机械手的外观与各部件之间的装配关系直观地展现出来。     

平板类微小型零件的自动化装配

针对MEMS器件中平板类微小型零件轻、小、薄的特点,搭建了基于单目显微视觉的真空吸附式微装配系统。通过研究微小型零件装配过程中的抓取方式、运动控制以及显微视觉定位等关键技术问题,制订了基于示教再现与显微视觉反馈相结合的平板类微小型零件自动化装配总体方案,并利用VC++平台开发了自动化装配程序。经实验验证,该微装配平台不仅可以实现微小型零件的高精度检测定位以及完成不同形状和尺寸的平板类微小型零件精准吸附,而且通过示教再现和视觉伺服相结合的控制方式实现了微小型零件的自动化装配,从而为提高微装配系统的装配精度和装配质量打下了坚实的基础。     

基于ADAMS的装配机械手振动仿真与分析

针对某种线圈装配系统机械手的运动规律,利用ADAMS对机械手进行振动仿真分析,获取机械手端部振幅及衰减情况,得出机械手底部振动对下一步装配质量的影响,同时为装配系统控制程序的延时提供了理论依据。     

具有柔性浮动手爪和并联腕的装配机械手设计

机器人化装配是机器人研究与应用的一个热点。采用机器人进行自动化装配可以提高产品的生产效率和装配质量。而异形薄壁零件的自动化装配存在两大困难。即柔性抓取和姿态调整。装配机械手以吸盘作手爪可以实现柔性抓取，采用浮动结构可以实现准确定位，以并联机构作手腕可以实现调姿要求。本文介绍了柔性浮动手爪和并联手腕的设计思想和关键技术。     

基于EON的中医按摩机械手虚拟装配研究

运用虚拟现实软件EON对中医按摩机械手进行虚拟装配。通过三维建模软件CATIA对中医按摩机械手各零件进行建模和整体装配,并在3ds max中进行轴心调整及渲染、着色等处理。假定拆卸为装配的逆过程,在EON中对机械手手部进行拆卸,为装配分析提供依据,从而完成机械手手部的虚拟装配。在满足虚拟装配的前提下,运用EON设计机械手的手指运动轨迹,最终实现了中医按摩机械手的按摩动作。这对减少设计时间,缩短研发周期具有重要经济效益。     

面向精密微装配的视觉复合定位

基于机器视觉的微小特征定位是精密自动化装配的关键环节,外界干扰和零件本身差异等容易引起视觉引导错误,影响装配成功率,因此提出一种由粗定位与精定位两步组成的复合定位方法。首先通过基于卷积神经网络的目标框检测算法提取感兴趣区域实现粗定位,在此基础上通过轮廓几何特征配准的方式实现零件精定位,算法中还采用自动标注辅助的动态学习机制解决不同批次零件间差异导致定位失败率较高的问题。在自研的装配设备上对该方法进行测试,分析了亮度、离焦和位姿变化对视觉定位算法鲁棒性的影响,并进行了定位精度及小批量装配实验测试。结果表明：本文方法在多种干扰下的装配成功率达到97%,视觉定位的绝对精度与重复精度均优于2μm,装配精度优于10μm,能够满足精密微装配对定位算法精度与稳定性的要求。     

机器人装配视觉定位应用研究

为解决机器人装配的自动定位问题,将视觉定位技术应用到直角坐标型机器人设计成手机镜头（由LENS、BARREL部件构成）机器人装配设备中,开展了机器人装配设备视觉定位设计分析,以获取镜头LENS、BARREL部件在各个位置下的图像,通过模板匹配方法确定了LENS、BARREL部件中心的坐标值,建立了LENS、BARREL部件之间装配位置关系,提出了基于视觉定位的手机镜头机器人装配方法。在LENS、BARREL部件之间位置的一致性上对视觉定位技术进行了评价,并进行了手机镜头同一对位置下的镜头装配试验。研究结果表明,视觉定位实验为进一步研制手机镜头机器人装配设备奠定了重要基础。     

基于仿射原理的布线机械手视觉定位系统研究

利用Halcon机器视觉软件通过对图像进行分析处理来对定位机械手的实时位置。特点是机械手上添加激光模组,激光模组发出的光斑作为标志点。利用Halcon软件自带的仿射算子进行中心点坐标解算。以硬件的添加大大简化了图像处理步骤,提高了运算效率。满足实时性要求。同时,文中解决了实际操作中光斑消失的问题。通过实验,该定位系统可以满足布线机械手的定位需求。