基于机器视觉的并联机器人控制系统设计与实现

发布时间：2017-04-27 07:01

  本文关键词：基于机器视觉的并联机器人控制系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,工业和制造业发展的主流趋势是生产自动化、智能化。所以,在自动化或者智能化生产的过程中,机器人将逐步取代人作为生产执行者,并且将在整个生产体系结构中占据重要的地位。与串联机器人相比而言,并联机器人在理论上具有更快的速度,更高的精度,刚度更大等优势,使其成为了学术界和工业界重点关注的焦点之一。在收集和分析国内外相关的文献基础之上,本设计对基于视觉的并联机器人控制系统的设计与实现进行了研究。本文主要做了以下研究：(1)基于机器视觉的并联机器人控制系统的总体设计首先对并联机器人的工作原理进行介绍,并在此基础上介绍基于视觉的并联机器人的工作原理。然后介绍了系统的功能设计要求和性能设计要求,最后根据工作原理设计了系统的体系结构并对其进行了描述。(2)基于机器视觉的并联机器人控制系统的硬件设计与实现首先介绍了系统的总体硬件设计要求,然后根据系统的体系结构中各个模块的功能和性能要求,对系统中各功能模块进行了硬件器件选型,主要包括图像采集器、主控制器、运动控制器、驱动器、电机等,最后进行了硬件测试。(3)基于机器视觉的并联机器人控制系统的软件设计与实现首先根据基于视觉的并联机器人的工作原理和体系结构设计了系统的主程序流程,然后介绍软件设计的编程环境,最后对系统主程序流程中的各个子程序进行了设计,主要包括图像采集子程序、产生目标物品坐标子程序、生成运动控制命令子程序,并给出了部分关键代码。(4)基于机器视觉的并联机器人的调试首先对视觉部分进行调试,然后对运控系统部分进行了调试,再次测试主控制器和运动控制器的通讯,最后测试了用户界面。经过不断测试和改进,证明了本设计达到了系统设计的功能要求和性能指标,并且能够稳定运行。论文最后对全文进行了总结,对主要研究成果进行了说明,同时指出本文的不足和有待改进之处。
【关键词】：机器视觉 并联机器人 控制系统 硬件设计 软件设计
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题的研究背景和意义13-14
• 1.2 相关的国内外研究现状及分析14-18
• 1.2.1 相关的国外研究现状及分析14-16
• 1.2.2 相关的国内研究现状及分析16-18
• 1.3 本文主要研究内容及章节安排18-19
• 1.3.1 主要研究内容18
• 1.3.2 章节安排18-19
• 第二章 基于机器视觉的并联机器人控制系统总体设计19-23
• 2.1 引言19
• 2.2 基于机器视觉的并联机器人控制系统的工作原理19-21
• 2.2.1 并联机器人的工作原理19-20
• 2.2.2 基于视觉的并联机器人的工作原理20-21
• 2.3 基于视觉的并联机器人控制系统的设计要求21
• 2.4 基于视觉的并联机器人控制系统的体系结构设计21-22
• 2.5 小结22-23
• 第三章 基于机器视觉的并联机器人控制系统硬件设计23-41
• 3.1 引言23
• 3.2 硬件设计要求23
• 3.3 图像采集器的硬件设计23-30
• 3.3.1 相机的选型24-26
• 3.3.2 镜头的选型26-28
• 3.3.3 光源的选型28-30
• 3.4 主控制器和运动控制器的硬件设计30-35
• 3.4.1 主控制器(上位机)的设计30-32
• 3.4.2 运动控制器(下位机)的设计32-35
• 3.5 伺服驱动器和电机的硬件设计35-40
• 3.5.1 驱动器的设计35-39
• 3.5.2 电机的选型39-40
• 3.6 硬件测试40
• 3.7 本章小结40-41
• 第四章 基于机器视觉的并联机器人控制系统软件设计41-61
• 4.1 引言41
• 4.2 基于机器视觉的并联机器人控制系统的主程序41-42
• 4.3 软件编程语言和运行环境介绍42-44
• 4.3.1 运动控制器(下位机)软件编程语言和运行环境介绍42-44
• 4.3.2 主控器(上位机)运行环境44
• 4.4 初始化子程序的设计44-45
• 4.5 图像采集及滤波子程序的设计45-46
• 4.5.1 图像读取子程序设计45-46
• 4.5.2 图像滤波处理子程序46
• 4.6 产生目标物品坐标子程序设计46-50
• 4.6.1 图像分割子程序47-48
• 4.6.2 物体识别与位置确定子程序48-49
• 4.6.3 图像坐标转换子程序49-50
• 4.6.4 坐标发送子程序50
• 4.7 生成运动控制命令子程序设计50-60
• 4.7.1 工作坐标系转换子程序设计50-51
• 4.7.2 分选操作子程序设计51-53
• 4.7.3 逆解运算子程序设计53-54
• 4.7.4 部分关键代码54-60
• 4.8 本章小结60-61
• 第五章 基于机器视觉的并联机器人的调试61-66
• 5.1 引言61
• 5.2 视觉系统测试61-62
• 5.3 运动系统测试62-64
• 5.4 主控器与运动控制器的通讯调试64-65
• 5.5 用户界面65
• 5.6 本章小结65-66
• 总结66-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间发表论文69-71
• 致谢71

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8 赵铁石,黄真;欠秩空间并联机器人输入选取的理论与应用[J];机械工程学报;2000年10期

9 曹清林,岑向东,杨玉萍,沈世德;一种线性平面并联机器人机械系统的设计[J];南通工学院学报;2000年S1期

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1 贺利乐;段志善;;并联机器人的动态性能及控制方法的研究现状与展望[A];振动利用技术的若干研究与进展——第二届全国“振动利用工程”学术会议论文集[C];2003年

2 高峰;;并联机器人应用及其机构的创新[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

3 孙立宁;刘彦武;曲东升;李长峰;;靶定位并联机器人控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

4 陈文家;陈书宏;赵明扬;;一种用于加工的新型4自由度并联机器人[A];2001年中国智能自动化会议论文集（上册）[C];2001年

5 王志峰;吴强;王占林;付永领;;离散微分跟踪器应用于并联机器人单通道控制[A];中国航空学会液压气动专业2005年学术讨论会论文集[C];2005年

6 王志峰;吴强;王占林;付永领;;离散微分跟踪器应用于并联机器人单通道控制[A];中国航空学会控制与应用第十二届学术年会论文集[C];2006年

7 杨廷力;金琼;刘安心;沈惠平;姚芳华;;基于单开链单元的两平移两转动输出并联机器人机型设计[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年

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9 郭希娟;黄真;;并联机器人加速度的各向同性[A];第十二届全国机构学学术研讨会论文集[C];2000年

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本文编号：330101