人工分拣作为传统生产线上的产品分拣方法,出错概率高且效率很低,为降低成本并提高产量,在生产中应用工业机器人。然而,其一,针对工业机器人单一功能的工作站目前已有很多,对多功能综合集成的工作站却不多;其二,对工业机器人的一系列运动和位置点需要进行精确的设定,即使将工业机器人应用于生产线,也只能完成点对点动作,工件按单一类型排序,且生产节奏固定,为工业机器人配备视觉系统,可以克服这一缺点。基于以上两个方面的考虑,本文以机器人多功能综合工作站系统作为背景,研究了视觉分拣技术在工业机器人中的应用。成功研制出一套以视觉分拣为主体功能的工业机器人多功能工作站系统。本文主要完成了如下几方面的研究工作:根据应用要求提出机器人工作站的关键技术实现方案,主要包括分拣策略和机器人的选择,将各种可能实现方案进行对比,确定最终方案;对各组成部分的结构进行具体设计;完成各功能模块的整体布局,实现工作站虚拟样机的建模。对图像预处理的方法进行讨论,在NI Labview Vision的环境下使用VDM+Math Script混合编程对各种算子的处理效果进行编程测试,以应对图像采集过程中各种噪声和干扰对图像质量的影响;运用BP神经网络分类器,对待识别工件进行分类检测;根据D-H参数法,建立机器人运动学方程,讨论正解和逆解问题;进行相机内标定和外标定。建立了工作站仿真系统,设置了动态Smart组件,规划了机器人的上料和下料路径,完成了工业机器人的离线编程,进行了程序轨迹的碰撞仿真和运行动作的干涉检查,实现了机器人与可编程逻辑控制器的通信,以及机器人与视觉系统的通信。对PLC的控制进行研究,构建基于PLC的控制硬件平台,设计了其控制原理图,进行软件设计和程序编制,并设计多种人机界面。搭建了工作站的硬件平台,在平台上对前面所述内容进行实验验证,验证了视觉检测和标定效果的有效性,测试了机器人各项功能的合理性。本系统的开发利用实验室平台来仿真实际工业生产线。多次实验结果表明:所设计的视觉分拣系统运行稳定可靠;工作站的多种功能得到有效实现。可以移植到工业生产线中,具有较强实用价值,为工业机器人在我国制造行业中的实际应用提供了技术支持和开发思路,对于推动智能制造和工业自动化在生产中的普及具有十分重要的理论意义和实用价值。