基于视觉引导的水火弯板机器人方案研究

发布时间：2020-04-24 19:32

【摘要】：船舶工业一直是衡量一个国家经济发展水平的重要指标,自改革开发以来我国就确立了‘建设世界第一造船大国’的战略目标。近年来我国的船舶工业实现了跨越式的发展,已经成为世界上最主要的造船大国。同时我国船舶工业的科技实力显著增强,船舶制造也从人工为主向机械自动化加工转变。从钢板的下料、小组立焊接、分段焊接、总组焊接、涂装等都已逐步实现自动化制造。但作为占船体外板比重非常大的双曲度外板的制造加工目前却仍主要由人工依靠经验进行加工,加工效率低、质量难以保证、工人工作环境差等因素,使其成为船舶工业发展的‘瓶颈’,也使得船厂向工业4.0时代发展受到阻碍。本文首先对船厂传统水火弯板工艺、水火弯板机器人研究现状进行充分查询、了解。传统的水火弯板工艺自上世纪六十年代传入中国船厂并沿用至今,经过了船厂几代工人的发展和改良,水火弯板工人已经非常了解和适应了传统水火弯板工艺。出于以上考虑,确定本次新型水火弯板机器人的设计以仿真水火弯板工人的传统水火弯板加工技法作为基本出发点。针对传统人工水火弯板工艺加工焰道时需在焰道起点停留、在距板边50mm距离时,提高火焰高度、放慢移动速度这一水火弯板加工工艺要求。新型水火弯板机器人需要实现对焰道上不同的位置点的标识进行识别并引导水火弯板机器人加工。现有的水火弯板机器人一般采用“点激光”引导加工,该方法无法实以上加工工艺要求。本文针对上述问题引入了“视觉引导”技术到水火弯板机器人设计方案中,由于船厂车间的生产环境非常复杂,光线、粉尘、水雾等因素会对视觉引导产生影响,降低机器人视觉识别效率,方案首先对视觉引导的图像进行图像灰度化、图像边缘检测和图像滤波等预处理,然后通过图像字符的定位与分割并由BP神经网络进行模式识别获取焰道的点坐标,最后水火弯板机器人根据该坐标进行水火弯板加工。通过以上采用“视觉引导”技术使得本方案实现了机器人可以仿真工人的加工方式进行水火弯板加工。水火弯板机器人更适应车间的生产环境,工人也更容易操作水火弯板机器人。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U671

【参考文献】

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本文编号：2639312