目前,在粉末冶金行业中粉末冲压大都采用传统人工方式进行上下料,冲压生产线中设备自动化、智能化应用严重不足,从而使我国粉末冲压行业整体技术发展水平停滞不前,严重影响了企业生产效率的提高。另外,粉末冲压车间生产环境恶劣,安全风险系数高,劳动力流失问题严重。现有的粉末冲压机器人系统,生产产品较为单一,不能适应粉末冲压车间产品多样化的特点;产品节拍跟不上,机器人与压机的联动衔接较为混乱,使得机器人节拍与压机节拍出现冗余。针对上述问题,本课题设计了一种基于视觉引导的粉末冲压机器人上下料系统,研究了机器视觉定位技术、机器人伺服控制技术,以及粉末冲压生产线中目标工件的机器人定位抓取;同时对机器人的运动轨迹进行规划,优化了机器人与压机的联动策略,使机器人与压机的节拍更加吻合,实现了粉末冲压生产线的自动化与智能化。本课题在国家自然科学基金项目(61503162)和江苏泰姆仕机器人科技有限公司企业合作项目“50T压机机器人上下料”支持下,主要研究工作如下:(1)针对粉末冲压产业特点,设计了粉末冲压机器人上下料系统,分析了粉末冲压机器人上下料系统各模块的设计原则;设计了系统的机械组成部分,包括冲压件的输送方式、机器人末端执行器、料盘上料自动上料机构以及上下料平台;设计了上下料电气控制系统,包括机器人控制模块、PLC模块以及视觉控制模块等。(2)研究了机器人视觉定位系统。根据视觉定位原理完成了图像像素坐标系与机器人坐标系的标定,成功实现了视觉坐标到机器人坐标的转换,同时提取了工件中心坐标,采用边缘抓取原理识别工件边缘,获取工件中心位置信息,从而为机器人定位抓取提供可靠保证。(3)在离线编程仿真系统中采用六点法对机器人工具坐标系进行标定,采用三点法对料盘工件坐标系进行标定;运用直线插补和圆弧插补路径规划方法生成机器人搬运粉末压铸件过程的运动轨迹,同时采用离线编程技术和示教相结合的方式对现场机器人轨迹进行规划,结合点位控制和连续轨迹控制技术精准地控制机器人运动,并获得了最佳的轨迹规划路线;在离线编程系统中进行运动过程仿真,验证了机器人运动过程的稳定性。(4)设计和安装了机器人上下料平台,制定工件抓取工作流程,利用视觉软件采集了图像并进行了图像处理,成功得到了工件中心坐标和机器人抓取位置信息,实现坐标转换。最后通过工厂连续工件生产实验,验证了粉末冲压机器人上下料系统的稳定性和可重复性。