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基于机器视觉的工业机器人抓取技术的研究

作 者: 董文辉
导 师: 叶伯生
学 校: 华中科技大学
专 业: 机械工程
关键词: 五轴工业机器人 摄像机标定 位姿计算 上下位机通信 夹持规划
分类号: TP242.2
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 214次
引 用: 1次
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内容摘要


目前在生产线上工作的搬运工业机器人大都是通过示教或预编程对其进行操作的,这样操作目标物体的初始位姿和终止位姿都是严格限定的,机器人只是完成点到点的动作,这样一来,生产线的柔性就很差,满足不了柔性生产系统对物料输送系统的要求。在这种情况下,为保证搬运工业机器人顺利高效的完成工作任务,引入视觉识别和定位就显得很有必要。小批量多品种的生产模式是未来制造业的发展趋势。而示教和离线编程会花费大量的生产准备时间,生产效率的问题将尤为突出。本文研究的目的是对生产线上的工业机器人控制系统进行开发设计,将计算机视觉技术引入原有的搬运工业机器人领域,利用机器视觉技术获取工件及其周围环境的信息,识别出所要操作的目标工件,并能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,提高生产线上工业机器人的柔性和智能水平。本文提出了一种基于五轴工业机器人系统中加入计算机视觉的解决方案。主要的研究工作如下:提出了一种简单且准确度较高的实现单目摄像机标定的方法,;对五轴机器人的运动学进行了分析并实现了目标定位;通过以太网实现了上下位机的通信;针对实验抓取的特定目标物体设计了手爪的夹持规划;根据机器人软件平台的特点,采用两种方案对控制软件进行开发设计:通过操作控制面板上特定按键实现视觉控制视觉控制和通过执行宏变量程序实现视觉控制。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 工业机器人的现状与发展趋势  8-9
  1.2 视觉工业机器人的应用和研究现状  9-11
  1.3 课题研究的目的和意义  11-12
  1.4 本文主要研究内容  12-14
2 基于视觉的PT-300V 工业机器人控制系统的方案设计  14-22
  2.1 机器人系统的方案设计  14-17
  2.2 机器视觉系统的方案设计  17-20
  2.3 机器人系统和机器视觉系统的交互  20-22
3 基于EYE-TO-HAND 的单目视觉的标定  22-35
  3.1 目标物体图像的获取与处理  22-23
  3.2 单目摄像机的标定  23-30
  3.3 标定实验  30-35
4 五轴工业机器人的运动学分析和目标定位  35-48
  4.1 机器人位姿的描述和坐标变换  35-39
  4.2 五轴工业机器人运动学正反解  39-45
  4.3 目标物体的定位  45-48
5 基于视觉的PT-300V 工业机器人控制软件的设计  48-60
  5.1 视觉系统的界面的设计  48-49
  5.2 视觉系统与机器人控制系统的通信  49-52
  5.3 基于视觉抓取的实现  52-57
  5.4 设计控制流程  57-58
  5.5 抓取目标物体实验  58-60
6 总结与展望  60-62
  6.1 本文总结  60
  6.2 展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 工业机器人
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