装配机器人视觉系统应用与软件开发

发布时间：2017-12-14 09:29

  本文关键词：装配机器人视觉系统应用与软件开发

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【摘要】：视觉是工业机器人获取环境信息的主要手段之一,将视觉系统应用到机器人装配生产线上,可有效提高机器人作业的准确性和灵活性。本文结合实际项目开发需要,围绕机器人工件搬运和装配过程中的自动化作业需求,针对目标工件的准确识别和取放定位技术实现,系统研究装配机器人视觉软件的应用和开发。本文采用KUKA KR16-2工业机器人作业平台和基于PC的单目摄像机Eye-in-hand式装配机器人视觉系统,基于视觉引导完成典型工件的搬运和装配作业。针对作业过程中工件的识别和定位需要,通过VisionPro工业视觉软件的二次开发实现基本应用系统；同时参考VisionPro的功能应用和模块结构,进行基于HALCON算法库的自主软件开发。本文首先阐述了基于视觉的装配机器人技术在国内外发展现状,分析了典型搬运装配工艺需求,说明了摄像机、镜头和光源的选型过程,给出了装配机器人视觉系统的整体结构和设计方案；针对视觉系统应用环境的构建,本文采用了两种手眼标定方法,阐述了摄像机IO采集的设计与实现,论述了机器人控制器端以太网通信配置和PC端以太网通信模块的设计与开发；针对工件取放定位技术实现,详细阐述了基于VisionPro的视觉功能开发过程,通过视觉标定和模板匹配技术得到实际工件在机器人坐标系X,Y,Rz三个方向上的偏差量,采用位置偏差补偿的工件抓放策略,解决了工件位姿不准确情况下的搬运和装配问题；最后基于HALCON算法库完成视觉软件自主开发,详细论述了图像采集、视觉标定、目标定位、分类识别等模块的功能设计与实现,并对各模块进行功能测试。基于上述成果设计了机器人装配方案,结合柔顺力控模块,分别通过两套视觉引导程序实现典型工件搬运和装配作业；视觉系统性能测试验证了定位精度和时间等特性满足设计要求。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP242

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本文编号：1287402