面向自动化生产线的工业机器人视觉引导系统的研究与应用
发布时间：2021-09-23 10:16
随着新一代信息技术与制造业的深入融合,传统的人工检测模式已经不能满足快节奏、柔性化的生产需求,在自动化生产线中,视觉系统必要时需要与工业机器人协同配合,并与生产线的PLC控制系统相匹配,以实现在线检测、识别、定位等功能。本论文以图像处理算法原理为基础,结合视觉定位关键技术,重点研究自动化生产线中机器视觉系统的应用。在研究过程中,结合机器视觉与工业机器人,设计研发了一套面向某自动化生产线的工业机器人视觉引导系统,重点解决机器人手眼标定过程中存在的识别定位精度低的问题,以及实现工件的在线检测。本文主要研究内容及结论如下:（1）根据某自动化生产线各工位的检测要求,在实验室环境下搭建了硬件系统,主要包括工业相机、光学镜头与照明光源等设备的选型与安装等。探究了不同成像模型对相机标定结果的影响,并揭示了相机标定的算法原理,在此基础上,基于HALCON视觉软件设计了相机标定算法。结果表明,所选镜头存在桶形畸变,面扫描非远心Polynomial成像模型更符合实际的光学成像模型,使用Polynomial成像模型进行相机标定得到的平均误差最小且Mark点中心距更接近实际值,最终利用相机标定在校正镜头桶形畸...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４机器视觉系统应用领域??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?Ｍａｃｈｉｎｅ?Ｖｉｓｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ??７０????
面向自动化生产线的：丨：业机器人视觉引导系统的研宄１ｊｌ、Ｖ：川??■—：?￣??－…?．?．?＇￣?＇?—???＇■?．?．?■＇?．＇Ｉ＇．：???????■—?■?■?．．．．?－?■??２自动化生产线整体方案设计??针对总装生产线定位现状与柔性需求，本项目自主研发了一条基ｊ？机器视觉定位的??自动化生产线，自动化生产线的三维模型图如图２－１所示，实物图如２－２所示。该自动??化生产线设有３个传送带系统和５个主要工位，可以依序进行工件上料、涂胶、精密装??配、螺钉紧固以及下料等作业任务，其中在工位２、工位３以及工位４的工业机器人安??装工业相机，并开发了相应的视觉定位软件。??工位《?工位１?工位２?工位３?工位４?工位５?工位６??－?ｒ?１?“．：?ｒｉｎ??Ｉ?Ｊ?ｊ?｜?ｊ?Ｊ??图２－丨自动化生产线三维模型设计??Ｆｉｇ．２－１?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｆｉｖｅ－ｓｔａｔｉｏｎ?ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??■?Ｉ－?ｒ??ｉ，?Ａ．??图２－２自动化生产线??Ｆｉｇ．２－２?Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??生产线传送带系统可以传送工件至某一工位，待该工位的作业任务完成后，将工件??传送至下－？工位。生产线传送带系统均由上下两层组成，上层传送带为正常工作传送带，??下层传送带为基板回收传送带，在生产线的前端（工位０）设置了基板抬升装置，将卜＇层??传送带上的基板移动到上层传送带；在生产线的末端（工位６）设置了基板下落装置，将??１３??
面向自动化生产线的：丨：业机器人视觉引导系统的研宄１ｊｌ、Ｖ：川??■—：?￣??－…?．?．?＇￣?＇?—???＇■?．?．?■＇?．＇Ｉ＇．：???????■—?■?■?．．．．?－?■??２自动化生产线整体方案设计??针对总装生产线定位现状与柔性需求，本项目自主研发了一条基ｊ？机器视觉定位的??自动化生产线，自动化生产线的三维模型图如图２－１所示，实物图如２－２所示。该自动??化生产线设有３个传送带系统和５个主要工位，可以依序进行工件上料、涂胶、精密装??配、螺钉紧固以及下料等作业任务，其中在工位２、工位３以及工位４的工业机器人安??装工业相机，并开发了相应的视觉定位软件。??工位《?工位１?工位２?工位３?工位４?工位５?工位６??－?ｒ?１?“．：?ｒｉｎ??Ｉ?Ｊ?ｊ?｜?ｊ?Ｊ??图２－丨自动化生产线三维模型设计??Ｆｉｇ．２－１?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｆｉｖｅ－ｓｔａｔｉｏｎ?ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??■?Ｉ－?ｒ??ｉ，?Ａ．??图２－２自动化生产线??Ｆｉｇ．２－２?Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??生产线传送带系统可以传送工件至某一工位，待该工位的作业任务完成后，将工件??传送至下－？工位。生产线传送带系统均由上下两层组成，上层传送带为正常工作传送带，??下层传送带为基板回收传送带，在生产线的前端（工位０）设置了基板抬升装置，将卜＇层??传送带上的基板移动到上层传送带；在生产线的末端（工位６）设置了基板下落装置，将??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向自动化精密装配的视觉定位引导系统[J]. 卢军,孙姝丽,宋岳秦. 组合机床与自动化加工技术. 2020(02)
[2]基于机器视觉的目标识别与抓取研究[J]. 张纯纯,冯创意,高统林. 农业装备与车辆工程. 2019(12)
[3]物料分拣机器人视觉定位系统研究[J]. 徐广振,杨晓燕,王琰琰. 计算机产品与流通. 2019(08)
[4]一种去除椒盐噪声的自适应模糊中值滤波算法[J]. 万丰丰,周国民,周晓. 浙江大学学报(理学版). 2019(04)
[5]机器视觉在工业发展中的创新应用[J]. 李佳航. 科技与创新. 2018(24)
[6]基于HALCON的机器人视觉系统标定方法研究[J]. 宋岳秦,卢军,孙姝丽. 南方农机. 2018(20)
[7]基于仿射原理的布线机械手视觉定位系统研究[J]. 曲琳,曹国华,丁红昌. 制造业自动化. 2018(07)
[8]基于Prewitt的指纹图像预处理算法研究[J]. 李莎. 自动化应用. 2018(06)
[9]远创光电李志远:掌握核心技术,找准人工智能产业发展关键痛点[J]. 廖婷婷. 科技与金融. 2018(05)
[10]工业机器人单目视觉对准技术研究[J]. 雷金周,曾令斌,叶南. 光学精密工程. 2018(03)
博士论文
[1]Delta高速并联机器人视觉控制技术及视觉标定技术研究[D]. 张文昌.天津大学 2012
[2]铝合金弧焊机器人视觉实时焊缝跟踪与成形控制方法研究[D]. 沈鸿源.上海交通大学 2008
[3]移动机械手运动目标检测与跟踪技术研究[D]. 段萍.河北工业大学 2007
硕士论文
[1]基于3D目标识别的工业机器人无序分拣技术研究[D]. 邱垚.西安理工大学 2019
[2]基于模板匹配的机器视觉装配机器人理论及应用研究[D]. 姚冬艳.郑州大学 2019
[3]光纤光缆表面缺陷在线智能识别系统设计[D]. 王文慧.南京邮电大学 2018
[4]啤酒空瓶检测机器人的瓶身缺陷检测算法研究及应用[D]. 黄森林.湖南大学 2018
[5]基于多视点彩色图像的深度获取技术[D]. 张建业.长春理工大学 2018
[6]基于机器视觉的药片检测系统研究[D]. 胡秀兵.天津工业大学 2018
[7]基于机器人视觉的多类型工件识别与定位问题研究[D]. 马庭田.南京航空航天大学 2018
[8]基于机器视觉的LCD行业单体上料机设计与控制研究[D]. 辛玉欣.苏州大学 2017
[9]多相机系统快速标定算法研究[D]. 杨瑞华.合肥工业大学 2017
[10]面向大分辨率差异SAR图像的海冰漂移跟踪研究[D]. 门鹏.大连海事大学 2017
本文编号：3405528
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：121 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４机器视觉系统应用领域??Ｆｉｇ．?１－４?Ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?Ｍａｃｈｉｎｅ?Ｖｉｓｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ??７０????
面向自动化生产线的：丨：业机器人视觉引导系统的研宄１ｊｌ、Ｖ：川??■—：?￣??－…?．?．?＇￣?＇?—???＇■?．?．?■＇?．＇Ｉ＇．：???????■—?■?■?．．．．?－?■??２自动化生产线整体方案设计??针对总装生产线定位现状与柔性需求，本项目自主研发了一条基ｊ？机器视觉定位的??自动化生产线，自动化生产线的三维模型图如图２－１所示，实物图如２－２所示。该自动??化生产线设有３个传送带系统和５个主要工位，可以依序进行工件上料、涂胶、精密装??配、螺钉紧固以及下料等作业任务，其中在工位２、工位３以及工位４的工业机器人安??装工业相机，并开发了相应的视觉定位软件。??工位《?工位１?工位２?工位３?工位４?工位５?工位６??－?ｒ?１?“．：?ｒｉｎ??Ｉ?Ｊ?ｊ?｜?ｊ?Ｊ??图２－丨自动化生产线三维模型设计??Ｆｉｇ．２－１?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｆｉｖｅ－ｓｔａｔｉｏｎ?ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??■?Ｉ－?ｒ??ｉ，?Ａ．??图２－２自动化生产线??Ｆｉｇ．２－２?Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??生产线传送带系统可以传送工件至某一工位，待该工位的作业任务完成后，将工件??传送至下－？工位。生产线传送带系统均由上下两层组成，上层传送带为正常工作传送带，??下层传送带为基板回收传送带，在生产线的前端（工位０）设置了基板抬升装置，将卜＇层??传送带上的基板移动到上层传送带；在生产线的末端（工位６）设置了基板下落装置，将??１３??
面向自动化生产线的：丨：业机器人视觉引导系统的研宄１ｊｌ、Ｖ：川??■—：?￣??－…?．?．?＇￣?＇?—???＇■?．?．?■＇?．＇Ｉ＇．：???????■—?■?■?．．．．?－?■??２自动化生产线整体方案设计??针对总装生产线定位现状与柔性需求，本项目自主研发了一条基ｊ？机器视觉定位的??自动化生产线，自动化生产线的三维模型图如图２－１所示，实物图如２－２所示。该自动??化生产线设有３个传送带系统和５个主要工位，可以依序进行工件上料、涂胶、精密装??配、螺钉紧固以及下料等作业任务，其中在工位２、工位３以及工位４的工业机器人安??装工业相机，并开发了相应的视觉定位软件。??工位《?工位１?工位２?工位３?工位４?工位５?工位６??－?ｒ?１?“．：?ｒｉｎ??Ｉ?Ｊ?ｊ?｜?ｊ?Ｊ??图２－丨自动化生产线三维模型设计??Ｆｉｇ．２－１?３Ｄ?ｍｏｄｅｌ?ｄｅｓｉｇｎ?ｏｆ?ｆｉｖｅ－ｓｔａｔｉｏｎ?ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??■?Ｉ－?ｒ??ｉ，?Ａ．??图２－２自动化生产线??Ｆｉｇ．２－２?Ａｕｔｏｍａｔｉｃ?ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ?ｌｉｎｅ??生产线传送带系统可以传送工件至某一工位，待该工位的作业任务完成后，将工件??传送至下－？工位。生产线传送带系统均由上下两层组成，上层传送带为正常工作传送带，??下层传送带为基板回收传送带，在生产线的前端（工位０）设置了基板抬升装置，将卜＇层??传送带上的基板移动到上层传送带；在生产线的末端（工位６）设置了基板下落装置，将??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向自动化精密装配的视觉定位引导系统[J]. 卢军,孙姝丽,宋岳秦. 组合机床与自动化加工技术. 2020(02)
[2]基于机器视觉的目标识别与抓取研究[J]. 张纯纯,冯创意,高统林. 农业装备与车辆工程. 2019(12)
[3]物料分拣机器人视觉定位系统研究[J]. 徐广振,杨晓燕,王琰琰. 计算机产品与流通. 2019(08)
[4]一种去除椒盐噪声的自适应模糊中值滤波算法[J]. 万丰丰,周国民,周晓. 浙江大学学报(理学版). 2019(04)
[5]机器视觉在工业发展中的创新应用[J]. 李佳航. 科技与创新. 2018(24)
[6]基于HALCON的机器人视觉系统标定方法研究[J]. 宋岳秦,卢军,孙姝丽. 南方农机. 2018(20)
[7]基于仿射原理的布线机械手视觉定位系统研究[J]. 曲琳,曹国华,丁红昌. 制造业自动化. 2018(07)
[8]基于Prewitt的指纹图像预处理算法研究[J]. 李莎. 自动化应用. 2018(06)
[9]远创光电李志远:掌握核心技术,找准人工智能产业发展关键痛点[J]. 廖婷婷. 科技与金融. 2018(05)
[10]工业机器人单目视觉对准技术研究[J]. 雷金周,曾令斌,叶南. 光学精密工程. 2018(03)
博士论文
[1]Delta高速并联机器人视觉控制技术及视觉标定技术研究[D]. 张文昌.天津大学 2012
[2]铝合金弧焊机器人视觉实时焊缝跟踪与成形控制方法研究[D]. 沈鸿源.上海交通大学 2008
[3]移动机械手运动目标检测与跟踪技术研究[D]. 段萍.河北工业大学 2007
硕士论文
[1]基于3D目标识别的工业机器人无序分拣技术研究[D]. 邱垚.西安理工大学 2019
[2]基于模板匹配的机器视觉装配机器人理论及应用研究[D]. 姚冬艳.郑州大学 2019
[3]光纤光缆表面缺陷在线智能识别系统设计[D]. 王文慧.南京邮电大学 2018
[4]啤酒空瓶检测机器人的瓶身缺陷检测算法研究及应用[D]. 黄森林.湖南大学 2018
[5]基于多视点彩色图像的深度获取技术[D]. 张建业.长春理工大学 2018
[6]基于机器视觉的药片检测系统研究[D]. 胡秀兵.天津工业大学 2018
[7]基于机器人视觉的多类型工件识别与定位问题研究[D]. 马庭田.南京航空航天大学 2018
[8]基于机器视觉的LCD行业单体上料机设计与控制研究[D]. 辛玉欣.苏州大学 2017
[9]多相机系统快速标定算法研究[D]. 杨瑞华.合肥工业大学 2017
[10]面向大分辨率差异SAR图像的海冰漂移跟踪研究[D]. 门鹏.大连海事大学 2017
本文编号：3405528
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3405528.html
最近更新
教材专著
