耐火磚的機器人智能分揀技術研究.pdf

1、耐火磚作為一種應用廣泛的建材，在其生產過程中，臺車上燒結完畢后的耐火磚需要進行分揀卸垛。為替代人工提高效率，就有必要采用工業(yè)機器人智能分揀技術。通過本文的研究，提出智能分揀系統(tǒng)的整體設計方案，可促進該技術在企業(yè)的具體實施和推廣，從而大大提高耐火磚生產企業(yè)的勞動效率和經濟效益。本文為實現智能分揀，主要進行了三個方面的工作：機器人末端執(zhí)行器的設計、視覺系統(tǒng)和定位方式的設計以及分揀策略的優(yōu)化。
　　本文首先分析了分揀系統(tǒng)的功能與結構，提

2、出了分揀系統(tǒng)的整體方案。根據系統(tǒng)要求，分析了手爪的功能，給出了手爪的設計方案。該方案將手爪結構分為三部分：間距調整機構、手指旋轉機構以及抓取機構。間距調整機構采用滾珠絲杠傳動；旋轉機構采用直角減速器；抓取機構采用真空吸盤方式。本文設計的手爪可以靈活地實現對耐火磚的抓取，為完成智能分揀提供了基礎。
　　本文通過視覺系統(tǒng)來實現耐火磚位置信息的獲取。在方案設計上，采用Eye-in-Hand系統(tǒng)，但在使用時借鑒了Eye-to-Hand系統(tǒng)

3、的優(yōu)點；在圖像處理流程上，先進行圖像灰度化和中值濾波，接著使用 Prewitt梯度算子對圖像進行銳化處理，然后通過灰度直方圖確定閾值并進行二值化。針對本文圖像的多目標，提出采用標記算法進行標記，分塊處理，并利用先驗的尺寸對標記結果進行審查，以提高識別的準確率。在圖像識別上，結合本文是處理耐火磚圖像，二值圖像中表現的形式是矩形，具有較多的直線，提出先采用 Hough變換原理來檢測矩形四條邊，然后再計算矩形特征的方法，提高了系統(tǒng)的定位精度。

4、另外，本文還對控制系統(tǒng)硬件進行了設計，分析了程序設計流程。
　　本文為提高分揀系統(tǒng)的效率，還對分揀策略進行了優(yōu)化分析。首先，對優(yōu)化問題進行了描述，提出了兩個優(yōu)化目標：最低編程復雜度和最少抓磚次數。針對本文多目標的優(yōu)化問題，提出采用Pareto遺傳算法進行求解，分析了計算過程，并以實例作了驗證。經過優(yōu)化分析，本文設計的分揀系統(tǒng)，就能以較高的運行效率進行工作。
　　最后，本文對該系統(tǒng)未完善的部分做出了說明。綜上，該分揀系統(tǒng)的設計