型材搬运是型材加工中不可缺少的环节。我国船厂的型材加工设备(如焊接机、切割机、弯曲机等),在加工型材上下料时,一般由操作工人借助车间的龙门吊车来完成。由于型材质重、型长,吊运时存在摇摆和旋转,要控制型材,精确定位,完成上下料操作,通常是一件费时费力的事情;吊车启停与搬运路线人工控制,有时会带有一定的随意与盲目性,使吊车运行的效率不高,导致电能的浪费,增加了造船成本;同时,工人要抓住重型型材来阻止它振荡,进行定位,这项工作对操作工人来说是危险的。因此,借助型材搬运机器人超人的功用,如出色的可重复性、定位的精确性和快速的移动性,可以提高型材加工的效率,降低船舶建造成本,并将操作工人从危险工作环境中解放出来。 本文提出了一种适用于造船、造桥、建筑等钢结构制造工业中为钢质型材弯曲机、焊接机和切割机实现型材自动搬运上下料机器人的设计方案;并对视觉伺服控制模型进行了深入探讨。 研究了视觉伺服中的摄象机简化模型及其标定方法;对视野、照明等进行了精心的比较与选择;根据机械手定位的具体需要,提出了附加值模型,从而满足机械手的定位要求;研究了型材视觉图像的噪声特点,介绍了图像的模板操作和卷积运算,选择中值滤波的方法去除噪声;根据灰度边缘又是灰度值不连续现象,采用边缘检测算法来获得真实的型材边缘线,着重探讨了基于微分算子的型材图像边缘检测以及坎尼算子的应用;根据本型材搬运机器人的设计方案,建立了机械手的动力学简化模型,从而设计了型材搬运机械手的位置控制器。