基于机器视觉的双工业机器人协同装配技术研究
发布时间：2020-12-17 22:35
随着自动化技术的广泛应用,单个机器人由于自身的局限性,无法完成一些复杂的工作任务。双工业机器人具有灵活性好、适应性强的优点,是实现智能制造的重要途径。双工业机器人的协同路径规划、协同位置校准和路径误差补偿等问题是机器人在工业环境中应用与推广急需解决的关键技术问题。本文以双6自由度垂直多关节串联机器人以及嵌入式相机搭建双工业机器人协同作业系统作为研究对象,探讨自动化生产线中双工业机器人的协同路径规划问题、协同位置校准和路径误差补偿等问题的解决方案。主要研究内容如下:1、研究并解决了双机器人系统工具坐标系以及双机器人工件坐标系标定问题。首先研究了基于空间八点的工业机器人工具自标定方法,能够快速、简便的标定机器人工具坐标系。其次阐述了工具坐标系自标定方法原理。针对开-合型手爪,通过校准工件,利用空间4点确定球心的方法,确定TCP位置。再利用不同长度的校准工件校准TCF方向。实验证明工具自标定方法能够有效的测量出工具坐标系相对于机器人末端坐标系的位置,能够满足任务精度要求。研究了基于对应特征3点的机器人虚拟-现实工件坐标系校准问题。首先研究了基于对应特征3点的机器人虚拟-现实工件坐标系校准原理...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双工业机器人协同路径规划研究现状
1.2.2 双工业机器人协同装配研究现状
1.2.3 机器视觉位姿测量研究现状
1.3 论文研究内容及任务
第二章 双工业机器人系统标定
2.1 工业机器人工具校准原理
2.2 工具标定实验与结果分析
2.2.1 工具标定实验系统
2.2.2 实验数据、结果与分析
2.2.3 实验结果验证
2.3 双工业机器人工件坐标系标定
2.3.1 基于特征三点的工件坐标系标定
2.3.2 工业机器人离线仿真工件坐标系标定原理
2.3.3 双工业机器人系统路径相对位置标定
2.3.4 实验验证
2.4 本章小结
第三章 基于离线编程的双机器人协同轨迹规划方法研究
3.1 基于SolidWorks的离线编程软件简介
3.2 双工业机器人协同任务路径规划方法
3.2.1 离线机器人路径插补原理
3.2.2 点位置协同规划方法
3.2.3 协同跟随路径规划方法
3.2.4 协同相对运动路径规划方法
3.3 本章小结
第四章 双工业机器人协同实验及结果分析
4.1 双工业机器人空间点位协同规划实验
4.2 双工业机器人连续路径协同规划
4.2.1 双工业机器人协同跟随仿真实验
4.2.2 双工业机器人球面曲线路径协同实验
4.3 本章小结
第五章 基于机器视觉的双机器人协同装配误差自适应补偿技术研究
5.1 基于特征的机器视觉工件识别研究
5.1.1 正交实验设计
5.1.2 方差分析
5.2 基于机器视觉的双工业机器人装配误差补偿原理
5.2.1 基于基坐标系变换的装配误差补偿原理
5.2.2 基于特征识别误差补偿
5.3 双工业机器人协同螺纹装配
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现[J]. 康存锋,王红伟,张鹏飞,李舒进,陈树君. 北京工业大学学报. 2016(01)
[2]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 张宇洋. 商. 2015(34)
[3]操作机器人轴孔装配的行为动力学控制策略[J]. 魏明明,傅卫平,蒋家婷,杨世强,王雯. 机械工程学报. 2015(05)
[4]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[5]国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J]. 张红霞. 电子世界. 2013(12)
[6]双机器人协调焊接任务规划及仿真[J]. 张铁,欧阳帆. 焊接学报. 2012(12)
[7]基于视觉的无人驾驶车自主导航控制器设计[J]. 郭景华,胡平,李琳辉,王荣本. 大连理工大学学报. 2012(03)
[8]我国工业机器人发展研究[J]. 孙英飞,罗爱华. 科学技术与工程. 2012(12)
[9]一种机器人工具坐标系标定方法[J]. 刘成业,李文广,马世国,郅健斌,刘广亮,吴昊. 山东科学. 2012(01)
[10]我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 李宇剑,巢明. 制造业自动化. 2010(15)
博士论文
[1]双机器人协调运动方法的研究[D]. 欧阳帆.华南理工大学 2013
[2]视觉目标识别与三维定位关键技术的研究[D]. 谢妤婵.天津大学 2009
硕士论文
[1]机器人离线编程系统模块化平台的设计与实现[D]. 徐祥.东南大学 2016
[2]飞机部件自动钻铆机床离线编程与仿真规划研究[D]. 韦世峰.南京航空航天大学 2016
[3]工业机器人工具及工件坐标系的标定研究[D]. 周祥.南京理工大学 2015
[4]双工业机器人协调技术的研究[D]. 于广东.哈尔滨工业大学 2014
[5]基于视觉/力传感器的机器人柔顺装配技术研究[D]. 李海龙.燕山大学 2014
[6]基于单目视觉的机器人定位技术研究[D]. 梁利嘉.燕山大学 2014
[7]双机器人协调运动规划与研究[D]. 邓休.华南理工大学 2014
[8]双机器人协同钻铆系统研究[D]. 石鑫.浙江大学 2014
[9]基于力控制的机器人轴孔装配作业实验研究[D]. 谢飞.南京理工大学 2008
[10]基于单目视觉的物体位姿测量方法研究[D]. 赵锐.合肥工业大学 2005
本文编号：2922826
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 双工业机器人协同路径规划研究现状
1.2.2 双工业机器人协同装配研究现状
1.2.3 机器视觉位姿测量研究现状
1.3 论文研究内容及任务
第二章 双工业机器人系统标定
2.1 工业机器人工具校准原理
2.2 工具标定实验与结果分析
2.2.1 工具标定实验系统
2.2.2 实验数据、结果与分析
2.2.3 实验结果验证
2.3 双工业机器人工件坐标系标定
2.3.1 基于特征三点的工件坐标系标定
2.3.2 工业机器人离线仿真工件坐标系标定原理
2.3.3 双工业机器人系统路径相对位置标定
2.3.4 实验验证
2.4 本章小结
第三章 基于离线编程的双机器人协同轨迹规划方法研究
3.1 基于SolidWorks的离线编程软件简介
3.2 双工业机器人协同任务路径规划方法
3.2.1 离线机器人路径插补原理
3.2.2 点位置协同规划方法
3.2.3 协同跟随路径规划方法
3.2.4 协同相对运动路径规划方法
3.3 本章小结
第四章 双工业机器人协同实验及结果分析
4.1 双工业机器人空间点位协同规划实验
4.2 双工业机器人连续路径协同规划
4.2.1 双工业机器人协同跟随仿真实验
4.2.2 双工业机器人球面曲线路径协同实验
4.3 本章小结
第五章 基于机器视觉的双机器人协同装配误差自适应补偿技术研究
5.1 基于特征的机器视觉工件识别研究
5.1.1 正交实验设计
5.1.2 方差分析
5.2 基于机器视觉的双工业机器人装配误差补偿原理
5.2.1 基于基坐标系变换的装配误差补偿原理
5.2.2 基于特征识别误差补偿
5.3 双工业机器人协同螺纹装配
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 研究结论
6.2 研究展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接机器人工具坐标系标定的研究与实现[J]. 康存锋,王红伟,张鹏飞,李舒进,陈树君. 北京工业大学学报. 2016(01)
[2]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 张宇洋. 商. 2015(34)
[3]操作机器人轴孔装配的行为动力学控制策略[J]. 魏明明,傅卫平,蒋家婷,杨世强,王雯. 机械工程学报. 2015(05)
[4]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王田苗,陶永. 机械工程学报. 2014(09)
[5]国内外工业机器人发展现状与趋势研究[J]. 张红霞. 电子世界. 2013(12)
[6]双机器人协调焊接任务规划及仿真[J]. 张铁,欧阳帆. 焊接学报. 2012(12)
[7]基于视觉的无人驾驶车自主导航控制器设计[J]. 郭景华,胡平,李琳辉,王荣本. 大连理工大学学报. 2012(03)
[8]我国工业机器人发展研究[J]. 孙英飞,罗爱华. 科学技术与工程. 2012(12)
[9]一种机器人工具坐标系标定方法[J]. 刘成业,李文广,马世国,郅健斌,刘广亮,吴昊. 山东科学. 2012(01)
[10]我国工业机器人产业现状与发展战略探讨[J]. 李宇剑,巢明. 制造业自动化. 2010(15)
博士论文
[1]双机器人协调运动方法的研究[D]. 欧阳帆.华南理工大学 2013
[2]视觉目标识别与三维定位关键技术的研究[D]. 谢妤婵.天津大学 2009
硕士论文
[1]机器人离线编程系统模块化平台的设计与实现[D]. 徐祥.东南大学 2016
[2]飞机部件自动钻铆机床离线编程与仿真规划研究[D]. 韦世峰.南京航空航天大学 2016
[3]工业机器人工具及工件坐标系的标定研究[D]. 周祥.南京理工大学 2015
[4]双工业机器人协调技术的研究[D]. 于广东.哈尔滨工业大学 2014
[5]基于视觉/力传感器的机器人柔顺装配技术研究[D]. 李海龙.燕山大学 2014
[6]基于单目视觉的机器人定位技术研究[D]. 梁利嘉.燕山大学 2014
[7]双机器人协调运动规划与研究[D]. 邓休.华南理工大学 2014
[8]双机器人协同钻铆系统研究[D]. 石鑫.浙江大学 2014
[9]基于力控制的机器人轴孔装配作业实验研究[D]. 谢飞.南京理工大学 2008
[10]基于单目视觉的物体位姿测量方法研究[D]. 赵锐.合肥工业大学 2005
本文编号：2922826
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