發(fā)動機瓦蓋上料和檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人以其高精度和高靈活性在先進制造生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。然而主流的應(yīng)用還是在固定的環(huán)境中完成搬運工作，實現(xiàn)的是確定的地點抓取或放置工件，無法獲取環(huán)境信息，對于開放的工作環(huán)境越來越需要機器人智能感知外界環(huán)境信息。隨著機器視覺技術(shù)的快速發(fā)展，將機器視覺技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)中,提高工業(yè)機器人對環(huán)境的感知能力，使其更加智能化地解決實際問題。以視覺信息為輸入，實現(xiàn)對工件的定位和智能檢測，最終引導(dǎo)機器人完成智能抓取。本文根據(jù)汽車廠發(fā)動機瓦蓋上料安裝工

2、序，以機器視覺結(jié)合工業(yè)機器人為研究對象，將機器視覺和運動控制等相關(guān)技術(shù)進行了結(jié)合與研究，從應(yīng)用角度全面分析了視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理，使基于試教固定抓取的工業(yè)機器人有了對環(huán)境的感知能力，實現(xiàn)了對目標工件狀態(tài)的檢測和定位，并完成了工件的準確抓取與安裝。
　　本文首先對企業(yè)提出的自動化改造方案進行研究，分析了發(fā)動機瓦蓋上料機器人要實現(xiàn)的功能，以此為基礎(chǔ)設(shè)計了系統(tǒng)的總體實現(xiàn)方案。根據(jù)系統(tǒng)功能要求，詳細研究了上料機器人的機械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)，

3、完成了平臺的硬件選配工作，包括工業(yè)機器人、光源和相機等關(guān)鍵部件的選型。針對現(xiàn)場開放的打光環(huán)境，編程實現(xiàn)二次打光方式對特殊位置工件進行二次拍照，并設(shè)計了一種有效的打光機構(gòu)，針對同時抓取工件和托盤的需求，設(shè)計了穩(wěn)定的復(fù)合型末端執(zhí)行機構(gòu)。其次根據(jù)相機相關(guān)數(shù)學(xué)模型，闡述了相機的標定原理和工業(yè)機器人工件坐標系的標定原理，完成了上料機器人的全部標定工作。分析所拍工件圖像，介紹了GDOH描述算子和傳統(tǒng)SIFT相結(jié)合的匹配算法，并詳細研究了基于幾何特征

4、的模板匹配算法，提出了一種改進加速匹配策略后的幾何特征匹配算法來定位工件，最終編程實現(xiàn)匹配算法，實驗驗證了該算法在定位工件中的有效性。然后針對瓦蓋擺放狀態(tài)的在線檢測，分析檢測要求，根據(jù)瓦蓋先驗知識，提出了一種利用瓦蓋油墨線條和圓孔中心距離來檢測瓦蓋放置狀態(tài)和異常的算法。首先分析了算法原理，將問題轉(zhuǎn)換為對圓孔和油墨線條的檢測定位。研究實現(xiàn)了一種簡單快速魯棒的油墨線條檢測算法，并提出了一種快速魯棒的圓定位算法，且實驗驗證了在線檢測算法的可行