视觉引导压缩机装配技术与应用

发布时间：2017-10-17 01:16

  本文关键词：视觉引导压缩机装配技术与应用

  更多相关文章： 压缩机 机器人 视觉系统 自动识别 自动定位

【摘要】：近年来,随着社会生产力的不断发展,制造业也得到了快速的发展。随之也带来了很多问题,例如人力成本的提高和行业竞争加剧,如何提高生产效率,降低成本一直都是企业考虑的首要因素。实现产品自动化、标准化、智能化生产是解决这一问题的最关键的手段。目前,国内的主要空调生产厂家例如格力、美的、松下等,在生产空调过程中,绝大部分还是由人工进行搬运、配送、安装。其中压缩机作为组成空调的一个主要部件,重量一般在15kg以上,大的中央空调则重达几十公斤,单靠人工搬运的方式进行安装,工作环境艰苦、劳动强度大、生产效率低、安全事故时有发生。为了将人从高强度的工作环境解放出来,本论文介绍了采用视觉引导工业机器人的方式来完成压缩机装配的工作,实现以“机器换人”的目的,最终为企业节约出成本、提高生产效率。本论文详细介绍视觉引导工业机器人在家用空调外机生产压缩机装配过程的应用。通过视觉引导的功能,实现压缩机与空调底板的自动识别、校准、安放功能。利用Solid-works完成了机器人视觉系统整体布局设计与压缩机工装夹具设计制图、仿真,对其系统的可行性与可靠性做了初步的模拟验证;利用MATLAB完成了相机与机器人坐标标定软件算法设计与调试,详细研究了利用最小二乘法进行相机标定算法的研究过程;利用了Virtual Studio与Microscan完成机器人视觉软件设计与调试,并对其图像特征学习,图像匹配算法与机器人通信等相关技术做了相关的研究。经过一个月现场实际使用测试,系统总体功能稳定,安装成功率保证在90%以上,安装误差控制在3mm内,将安装工序节拍控制在18秒内,替代了传统人工搬运安装,达到“机器换人”的目标。
【关键词】：压缩机 机器人 视觉系统 自动识别 自动定位
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 研究目标与研究内容10-11
• 1.4 小结11-12
• 第二章 系统总体方案介绍12-21
• 2.1 整体方案设计12-13
• 2.2 硬件组成13-17
• 2.2.1 机器人控制模块13-14
• 2.2.2 压缩机夹具介绍14
• 2.2.3 计算机与相机相关设备14-15
• 2.2.4 硬件连接控制原理图15-16
• 2.2.5 安全保护原理图16-17
• 2.3 软件组成17-20
• 2.3.1 机器人轨迹控制程序17-18
• 2.3.2 安全保护电路程序18-19
• 2.3.3 相机标定与视觉识别定位程序19-20
• 2.3.4 上位机控制程序20
• 2.4 小结20-21
• 第三章 系统软件设计21-48
• 3.1 机器人控制程序设计21-25
• 3.1.1 机器人轨迹程序设计21
• 3.1.2 机器人坐标系说明21-23
• 3.1.3 机器人常用指令介绍23-25
• 3.2 视觉处理系统软件设计25-41
• 3.2.1 相机标定软件算法设计25-33
• 3.2.1.1 常规两点标定算法设计25-28
• 3.2.1.2 最小二乘法拟合标定算法设计28-29
• 3.2.1.3 相机标定步骤29-33
• 3.2.2 视觉识别定位程序设计33-41
• 3.2.2.1 空调底板定位程序设计33-38
• 3.2.2.2 压缩机圆孔识别及其中心定位程序设计38-41
• 3.3 上位机控制程序设计41-47
• 3.3.1 上位机控制软件界面说明42-43
• 3.3.2 操作流程说明43-45
• 3.3.3 视觉处理结果45-47
• 3.4 小结47-48
• 第四章 系统性能测试结果及分析48-53
• 4.1 数据实验验证48-49
• 4.1.1 最小二乘法拟合算法标定与常规两点法标定比较48-49
• 4.1.2 对比结论49
• 4.2 系统稳定性分析49-51
• 4.2.1 误差分析与解决方法50
• 4.2.2 标定算法可靠性验证50-51
• 4.3 系统总体性能测试51-52
• 4.4 项目实际应用情况52
• 4.5 小结52-53
• 第五章 系统总结与展望53-55
• 5.1 系统总结53-54
• 5.2 未来展望54-55
• 参考文献55-57
• 附录57-58
• 附录A 系统实物图1展示57
• 附录B 系统实物图2展示57-58
• 致谢58-59
• 附件59

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