视觉抓取机器人系统研究

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随着工业生产线上自动化程度的提高,并联机器人以其特有的稳定性被广泛的应用于分拣,码垛等各种行业,同时由于在传统生产线上机器人不能灵活、随机的感知目标零件的位姿,使得生产线上的工人长期从事简单重复性的工作,不仅不能充分发挥人力资源的优势,并且限制了产品的产量。针对Delta并联机器人在包装行业中的应用,研发了一套视觉抓取PPP-Delta机器人系统,实现了50×30×10mm3瓷砖的分拣和码放。  首先在分析和研究传统Delta机器人结构的基础上,采用Pro/E、AutoCAD绘图软件完成了PPP-Delta并联机器人的结构设计,采用边界搜索法分析了工作空间范围,并运用MATLAB软件对所设计的机械结构进行了优化。  其次基于加拿大DALSA公司的acA2500-14gm相机构建了图像采集与识别系统,使用形态学图像处理方法,采用对位方式,运用基于灰度和边缘的模板匹配构建匹配模板,提取瓷砖图像的数据特征,如中心点坐标,偏转角度等;通过规范数据的交换格式,采用RS232串口实现了与运动控制系统之间的数据交换。经测试图像采集与识别系统采集、处理图像特征信息约为100ms;将提取的特征数据与运动控制系统之间的数据传输约为40ms。  最后采用软PLC工业控制软件CoDeSysV3.5,使用模块化设计方法,开发了PPP-Delta并联机器人运动控制模块、同步控制模块等,并在此基础上完成了机器人的运动控制程序设计,实现了对瓷砖的实时抓取和码放。  经实验验证,PPP-Delta并联机器人加速度、减速度可达150mm/s2,速度可达到800mm/s,每分钟可以抓取80-100个,满足实际生产需求。
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