面向自动编程的毛坯件特征识别与磨削轨迹规划研究

发布时间：2021-04-22 13:39

　　磨削是一种重要的加工方法,磨削工艺在很大程度上决定了产品的最终质量及表面精度。目前,制造业朝着智能化和自动化方向发展,实现磨削加工的智能化是大势所趋。然而,目前毛坯件的磨削加工主要依赖人工,这种方式效率低、加工质量不均一,同时恶劣的生产环境危害着工人的健康。目前已经有一部分公司采用了机器人磨削系统代替人工磨削,但这些磨削机器人的应用方式主要以示教编程为主,这种加工方式的柔性很差,没有视觉识别工件的能力,当更换加工工件时,需要对机器人重新示教,耗时费力,影响了生产效率。本文基于视觉传感技术对毛坯件特征识别与磨削轨迹规划进行研究,并在此基础上设计了机器人自动编程系统,从而达到了机器人对毛坯件特征识别、轨迹规划与自动编程的目的,提高了机器人磨削的智能化与自动化程度。建立磨削路径视觉识别系统。建立摄像机成像模型,在Matlab相机标定工具箱中采用棋盘格平面标定法进行相机标定,得到摄像机内外参数矩阵;搭建“Eye-to-Hand”式“手眼关系”,求解“手眼关系”矩阵,结合相机标定结果,得到图像坐标系到机器人基坐标系的变换关系。对标准工件进行图像处理与边缘路径的信息提取。利用Matlab对采集的标... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 磨削路径的识别研究现状
        1.2.2 磨削机器人路径自主规划研究现状
        1.2.3 磨削机器人自动编程技术研究现状
    1.3 课题研究的主要内容
第2章 磨削路径视觉识别系统建模
    2.1 摄像机成像模型
        2.1.1 坐标系的定义
        2.1.2 针孔成像模型
    2.2 摄像机标定
        2.2.1 标定方法的选择
        2.2.2 摄像机标定原理
        2.2.3摄像机标定实验
    2.3 机器人手眼标定
        2.3.1 手眼标定原理
        2.3.2手眼标定实验
    2.4 本章小结
第3章 标准工件图像处理
    3.1 图像预处理
        3.1.1 图像灰度化处理
        3.1.2 图像平滑处理
        3.1.3 图像二值化
    3.2 边缘检测与图像后处理
        3.2.1 边缘检测
        3.2.2 图像后处理
    3.3 边缘信息提取
        3.3.1 边缘的离散
        3.3.2 插值与拟合
    3.4 本章小结
第4章 特征匹配与机器人磨削轨迹规划
    4.1 SIFT特征点匹配
    4.2 毛坯件磨削轨迹规划
        4.2.1 毛坯件边缘的提取
        4.2.2 标准工件与毛坯件磨削边缘的比对
        4.2.3 磨削路径的确定
    4.3 机器人运动学分析
        4.3.1 机器人运动学建模
        4.3.2 机器人运动学正解
        4.3.3 机器人运动学逆解
    4.4 机器人轨迹规划仿真
        4.4.1 IRB2400 机器人建模
        4.4.2 机器人工作空间仿真分析
        4.4.3 关节空间轨迹规划仿真
    4.5 本章小结
第5章 自动编程平台的设计
    5.1 RAPID编程简介
    5.2 自动编程系统的设计与实现
        5.2.1 自动编程系统的架构设计
        5.2.2 自动编程系统的开发平台及工具
        5.2.3 自动编程功能的实现
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]光照不均匀钢坯缺陷图像的二值化方法[J]. 刘晓玉,王欢欢.  控制工程. 2018(12)
[2]基于视觉的焊枪空间位姿实时检测技术[J]. 郭吉昌,朱志明,孙博文.  电焊机. 2018(09)
[3]机器人逆运动学解析解的选取算法[J]. 肖志键,吴建华.  机械设计与制造. 2018(08)
[4]基于双目视觉的水下对接焊缝跟踪机器人位姿调节[J]. 肖心远,石永华,李怀俊.  热加工工艺. 2018(01)
[5]摄像机标定的研究与实现[J]. 徐洋洋,邹敏,何新江.  工业控制计算机. 2015(12)
[6]工业机器人的发展及现状综述[J]. 穆剑桥,王智斌.  电子制作. 2015(18)
[7]工业机器人的技术发展及其应用[J]. 骆敏舟,方健,赵江海.  机械制造与自动化. 2015(01)
[8]机器人技术研究进展[J]. 谭民,王硕.  自动化学报. 2013(07)
[9]工业机器人在铸件清理中的应用研究初探[J]. 吴军,吕亮,丁杰松,章旭霞.  机械工业标准化与质量. 2012(09)
[10]机器人焊缝跟踪水下双目视觉图像采集系统[J]. 肖心远,石永华.  焊接. 2012 (06)

博士论文
[1]机器人磨削叶片关键技术研究[D]. 赵扬.吉林大学 2009
[2]机器人弧焊离线编程系统及其自动编程技术的研究[D]. 何广忠.哈尔滨工业大学 2006

硕士论文
[1]一种六自由度串联机器人的运动学与动力学仿真分析[D]. 徐有胜.深圳大学 2017
[2]航发精锻冷辊轧叶片进排气边缘磨削加工技术研究[D]. 宋江波.沈阳工业大学 2017
[3]机器人离线编程系统的开发及其应用[D]. 邓华健.广东工业大学 2017
[4]基于视觉的焊缝路径识别与轨迹规划[D]. 李华.山东科技大学 2017
[5]不规则焊缝在线识别及其路径规划仿真研究[D]. 柳恒.大连理工大学 2017
[6]基于机器视觉的工业机器人去毛刺加工效率优化研究[D]. 王连生.浙江大学 2017
[7]基于工业机器人的水龙头打磨抛光系统的设计与开发[D]. 黄琴.浙江工业大学 2016
[8]焊接路径的视觉识别与机器人轨迹规划[D]. 林明盛.广东工业大学 2016
[9]基于SIFT的人脸识别算法研究与实现[D]. 范继辉.河南理工大学 2016
[10]多自由度串联机器人运动学分析与仿真[D]. 王梦.北京理工大学 2016



本文编号：3153871