【摘 要】
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近年来,工业机器人相关技术飞速发展,其应用渗透到汽车制造、机械加工、食品等诸多工业生产领域,在搬运、焊接、喷涂、打磨等领域已逐步替代人力劳动,极大改变了传统工业的生产方式。本文从工业机器人具体应用场景出发,将视觉和力觉技术与FANUC工业机器人相结合,围绕基于3D视觉的识别与定位、执行器末端重力补偿以及机器人柔顺操作等三个部分展开研究。具体内容如下:（1）基于3D视觉传感器实现目标物体任意位置摆放
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近年来,工业机器人相关技术飞速发展,其应用渗透到汽车制造、机械加工、食品等诸多工业生产领域,在搬运、焊接、喷涂、打磨等领域已逐步替代人力劳动,极大改变了传统工业的生产方式。本文从工业机器人具体应用场景出发,将视觉和力觉技术与FANUC工业机器人相结合,围绕基于3D视觉的识别与定位、执行器末端重力补偿以及机器人柔顺操作等三个部分展开研究。具体内容如下:（1）基于3D视觉传感器实现目标物体任意位置摆放情况下的精准识别与定位。实现步骤为:首先创建待检测物体的CAD模型,然后使用基于表面的模板匹配算法完成对目标物体的识别;最后通过手眼标定技术,将物体在相机坐标系下的位姿数据转换到机器人基坐标系下的位姿数据,从而引导机器人完成抓取操作。（2）末端执行机构重量在机器人打磨、搬运等柔顺操作过程中有着不可忽视的影响。本文运用重力补偿算法,消除力觉传感器受执行机构重量的干扰,通过自编Java程序实现重力补偿功能并将外力数据发送至机器人控制系统,有助于提高物体柔顺操作时的精度。（3）使用FANUC机器人二次开发语言KAREL,将力觉传感器获得的实际外力与期望力进行比较,通过调整机器人速率、设置阈值等方法实现目标物体的柔顺操作。最后,本文搭建基于视觉与力觉传感器的FANUC六轴机器人实验平台,设计并实施上述视觉识别与物体柔顺放置的验证实验。结果表明:本文所述方法能够帮助FANUC工业机器人实现目标物体的识别和柔顺操作,满足预期研究要求。
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