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由于定位精度高、非接触、稳定性好等特点,工业自动化领域中机器视觉的应用越来越广泛。随着近些年计算机技术的飞速发展,机器视觉技术与机器人的结合应用也越来越广泛。给机器人安装上“眼睛”是实现柔性化生产的主要组成部分,机器人可以借助“眼睛”实现测量、检测、识别、定位等功能,从而提高生产的智能化水平。 在汽车生产中,焊装车间主要完成对白车身的五大主体(侧围、五门一盖、后地板、前地板、机舱)的涂胶、焊接、装配等加工作业。因此,汽车焊装生产线存在大量的上、下工件作业,例如车门操作,目前常用的方式为人工上料,不能实现可持续的自动化生产,在灵活性、效率及精度方面存在一定的缺陷。而这些作业可以借助机器视觉系统由工业机器人自主完成,勿需人工参与。机器视觉定位技术可以很好地满足柔性化生产的需求,实现焊装车间全流程自动化作业,降低生产线改造成本,提高焊装车间的自动化水平。 本文针对汽车焊装车间的六轴工业机器人抓取定位系统进行技术研究,将视觉技术与工业机器人结合起来,实现了机器人对目标工件的抓取与定位。论文的主要内容及创新性概括如下: 1.本文收集了国内外机器视觉在工业领域的应用文献,通过调研发现其在汽车生产线的应用有待进一步研究,本文将机器视觉应用到汽车生产的工件上下料作业中,并做了相应的研究与开发工作。 2.研究了工业机器人视觉的组成,系统搭建在硬件选型方面的关键技术,并通过实际测试完成了视觉系统的搭建。本文根据现场的条件限制及任务需求选用了Eye_to_hand的结构进行设计。在视觉系统设计方面主要研究了视觉系统的硬件选型及视觉算法的设计。 3.分析和研究了相机的针孔模型及相机标定方法,在理论上分析了两种系统结构的手眼系统的标定方法。然后基于现场工作人员的要求,提出了基于单应性矩阵的手眼系统标定方法,此方法易于理解与实现。 4.研究了图像预处理的相关算法,包括图像滤波、数学形态学、边缘提取等算法,而后分别研究了工件定位方法包括图像质心法、最小外截矩形法、模板匹配法。