六自由度工业机器人视觉定位技术研究
发布时间：2021-07-08 15:22
2020年是不同寻常的一年,新年伊始一场突如其来的疫情让所有人亲身体验了什么是天灾人祸,企业大规模停工使大家宅在家中,制造业发展一度下滑,造成社会整体经济滑坡。国家强有力的疫情防控,使得这场疫情防控斗争即将取得胜利。目前企业逐渐复工复产,那么与此同时工人们的个人防护显得尤为重要。在疫情面前与人类相比,工业机器人不会被感染可怕的病毒,企业也就不会大规模停工停产,同时也不会对社会造成如此巨大的影响。然而传统的示教型工业机器人需要工人事先根据工件摆放的位置逐点精确示教,有很强的局限性。随着近年来人工智能技术的发展,将机器视觉与工业机器人技术相融合能够使机器人对目标工件进行识别、检测、定位,并且能够感知自身所处工作环境的位置、运动等信息,大大提高工业机器人智能化程度,成为当前工业机器人的研究热点。本课题在工业4.0智能制造生产线实训基地上针对KUKA KR10-R1420工业机器人为研究对象将机器视觉与工业机器人运动学控制相结合,要完成对螺母工件的识别、检测和定位,来控制工业机器人抓取目标工件的任务,进而开展六自由度工业机器人视觉定位关键技术的研究。为完成此项目本文主要研究步骤如下:首先,简明...
【文章来源】：吉林化工学院吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制系统组成结构图
第2章控制系统组成概述10以及金属表面损伤的和缺陷的检测具有明显的效果[52]。图2.2环形光源图2.3背光源图2.4同轴光源2.1.2上位机部分本课题涉及的上位机应用软件包括Matlab数学分析软件和SIMATICNET网络通讯软件。Matlab是美国MathWorks公司出品的一种用于数学分析与工程运算的软件，具有高效的数值计算及符号计算功能，具有完备的图形处理功能，提供了强大的数据处理能力和开放的应用程序接口，还提供了大量方便用户进行数据处理的工具箱。本课题中图像识别与图像处理在Matlab软件中完成。Matlab软件接收工业相机的视觉图像信息，首先将彩色图片进行图像预处理转化成灰度图，并进行图像二值化，凸显出目标工件的外形轮廓；然后提取图像的轮廓边缘，对目标工件进行识别；最后寻找工件中心，并计算出像素坐标，再转化成空间坐标。将目标工件的空间位置经过逆运动学计算得到各关节的旋转角度，再将关节角度信息通过OPCDataAccess传送到PLC通讯软件SIMATICNET中。2.1.3PLC控制部分在工业控制领域，PLC凭借通用性强，可靠性高，抗干扰能力强，编程简单等优势广泛地应用于生产与过程自动化控制，本课题中采用的是西门子S7-1500PLC。PLC控制部分不仅包括1500PLC模块，还包括电源模块、ET200MP模块、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块以及模拟输出模块，所有的模块通过U型连接器连接并安装固定在导轨上。PLC选型清单如表2.3所示。
背光源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的UR10机器人运动学分析与仿真[J]. 马国庆,刘丽,于正林,曹国华,陈李博. 制造业自动化. 2019(10)
[2]工业机器人的现状及发展趋势研究[J]. 田闯. 中国管理信息化. 2019(20)
[3]机械臂视觉相机标定的研究与仿真[J]. 马宏伟,王佐勋. 齐鲁工业大学学报. 2019(04)
[4]串联机器人的D-H建模方法分析[J]. 文辉. 现代制造技术与装备. 2019(04)
[5]六自由度串联工业机器人运动学标定与实验研究[J]. 陈绵鹏,赵洪华,温尔文,李志平. 济南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]六自由度机械臂运动学分析与轨迹优化[J]. 李珺茹,齐立群,韩文波. 长春理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[7]智能机器人研究现状及发展趋势的思考与建议[J]. 陶永,王田苗,刘辉,江山. 高技术通讯. 2019(02)
[8]关于大力发展我省工业机器人产业的对策建议[J]. 桂维民,王绪刚,毛海,王毅红,郭鹏. 西部大开发. 2018(08)
[9]基于Halcon的工业机器人手眼标定方法研究[J]. 田春林,陈李博,马国庆,侯茂盛,刘涛. 制造业自动化. 2018(03)
[10]基于六自由度工业机器人的D-H模型及仿真分析[J]. 莫毅. 机床与液压. 2017(11)
硕士论文
[1]空间非合作目标捕获机构设计及动力学分析[D]. 潘正伟.南京航空航天大学 2017
[2]六自由度可重构模块化工业机器人运动学与动力学研究[D]. 姜良伟.北京交通大学 2016
[3]基于视觉传感器的机器人伺服控制及应用研究[D]. 刘加奎.合肥工业大学 2016
[4]基于光学特性的数字图像取证技术的研究[D]. 房树娟.东华大学 2016
[5]视觉机器人在贴合应用中的关键技术研究[D]. 刘文聪.电子科技大学 2014
[6]焊接机器人主动视觉手眼标定研究[D]. 王武升.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于单目视觉的室内目标定位技术研究[D]. 王婷婷.天津大学 2012
[8]图像高斯噪声及椒盐噪声去噪算法研究[D]. 孙海英.复旦大学 2012
[9]基于灭点的摄像机自标定方法研究[D]. 常东升.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3271828
【文章来源】：吉林化工学院吉林省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制系统组成结构图
第2章控制系统组成概述10以及金属表面损伤的和缺陷的检测具有明显的效果[52]。图2.2环形光源图2.3背光源图2.4同轴光源2.1.2上位机部分本课题涉及的上位机应用软件包括Matlab数学分析软件和SIMATICNET网络通讯软件。Matlab是美国MathWorks公司出品的一种用于数学分析与工程运算的软件，具有高效的数值计算及符号计算功能，具有完备的图形处理功能，提供了强大的数据处理能力和开放的应用程序接口，还提供了大量方便用户进行数据处理的工具箱。本课题中图像识别与图像处理在Matlab软件中完成。Matlab软件接收工业相机的视觉图像信息，首先将彩色图片进行图像预处理转化成灰度图，并进行图像二值化，凸显出目标工件的外形轮廓；然后提取图像的轮廓边缘，对目标工件进行识别；最后寻找工件中心，并计算出像素坐标，再转化成空间坐标。将目标工件的空间位置经过逆运动学计算得到各关节的旋转角度，再将关节角度信息通过OPCDataAccess传送到PLC通讯软件SIMATICNET中。2.1.3PLC控制部分在工业控制领域，PLC凭借通用性强，可靠性高，抗干扰能力强，编程简单等优势广泛地应用于生产与过程自动化控制，本课题中采用的是西门子S7-1500PLC。PLC控制部分不仅包括1500PLC模块，还包括电源模块、ET200MP模块、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块以及模拟输出模块，所有的模块通过U型连接器连接并安装固定在导轨上。PLC选型清单如表2.3所示。
背光源
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的UR10机器人运动学分析与仿真[J]. 马国庆,刘丽,于正林,曹国华,陈李博. 制造业自动化. 2019(10)
[2]工业机器人的现状及发展趋势研究[J]. 田闯. 中国管理信息化. 2019(20)
[3]机械臂视觉相机标定的研究与仿真[J]. 马宏伟,王佐勋. 齐鲁工业大学学报. 2019(04)
[4]串联机器人的D-H建模方法分析[J]. 文辉. 现代制造技术与装备. 2019(04)
[5]六自由度串联工业机器人运动学标定与实验研究[J]. 陈绵鹏,赵洪华,温尔文,李志平. 济南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]六自由度机械臂运动学分析与轨迹优化[J]. 李珺茹,齐立群,韩文波. 长春理工大学学报(自然科学版). 2019(01)
[7]智能机器人研究现状及发展趋势的思考与建议[J]. 陶永,王田苗,刘辉,江山. 高技术通讯. 2019(02)
[8]关于大力发展我省工业机器人产业的对策建议[J]. 桂维民,王绪刚,毛海,王毅红,郭鹏. 西部大开发. 2018(08)
[9]基于Halcon的工业机器人手眼标定方法研究[J]. 田春林,陈李博,马国庆,侯茂盛,刘涛. 制造业自动化. 2018(03)
[10]基于六自由度工业机器人的D-H模型及仿真分析[J]. 莫毅. 机床与液压. 2017(11)
硕士论文
[1]空间非合作目标捕获机构设计及动力学分析[D]. 潘正伟.南京航空航天大学 2017
[2]六自由度可重构模块化工业机器人运动学与动力学研究[D]. 姜良伟.北京交通大学 2016
[3]基于视觉传感器的机器人伺服控制及应用研究[D]. 刘加奎.合肥工业大学 2016
[4]基于光学特性的数字图像取证技术的研究[D]. 房树娟.东华大学 2016
[5]视觉机器人在贴合应用中的关键技术研究[D]. 刘文聪.电子科技大学 2014
[6]焊接机器人主动视觉手眼标定研究[D]. 王武升.哈尔滨工程大学 2013
[7]基于单目视觉的室内目标定位技术研究[D]. 王婷婷.天津大学 2012
[8]图像高斯噪声及椒盐噪声去噪算法研究[D]. 孙海英.复旦大学 2012
[9]基于灭点的摄像机自标定方法研究[D]. 常东升.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3271828
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