【《带视觉引导系统机器人装配系统设计案例》3100字】

带视觉引导系统机器人装配系统设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u30973带视觉引导系统机器人装配系统设计案例 1233661.1系统总体方案设计 1141161.2系统硬件选型 248741.2.1工业机器人 225011.2.2工业相机 2152341.2.3工业控制计算机 212651.3系统程序设计 3274861.1.1图像识别与定位程序 350861.1.2轨迹规划程序 5233501.1.3通信程序 615531.1.4目标装配程序 7308591.1.5人机交互界面程序 81.1系统总体方案设计图3-1单目机器人系统总体组成已经实现了两种典型的机器人系统：基于单眼视觉的4轴机器人组装系统和基于双目视觉的6轴机器人组装系统。图3-1是单眼机器人系统的整体配置图。该系统主要包括SCARA机器人，工业相机和工业计算机。图3-2双目机器人系统总体组成图3-2显示了一个双目机器人系统。在6轴ABB机器人本体的末端执行器上安装了两个工业相机，以从工作区域获取3D信息。两种机器人系统都使用工业相机来收集工件图像。区域使用和图像处理。该算法确定工件的坐标，在工业计算机上完成路线规划，并使用套接字通信将坐标数据发送给机器人。然后，机器人根据接收到的坐标进行移动。1.2系统硬件选型1.2.1工业机器人单眼机器人组装系统使用东芝的4轴THL400机器人。这是工业环境中常用的高速平面取放机器人。双目机器人组装系统使用ABB的6轴工业机器人。6轴机器人还广泛用于工业环境中的自动分类。在收集，焊接和喷涂领域，两种类型的机器人都使用气动吸嘴来夹持工件。工业计算机和机器人控制器通过以太网连接，并使用套接字协议进行通信。1.2.2工业相机采用韩国M技术的Amazon2系列工业相机，这是一种先进的数码相机。高分辨率图像（通过以太网连接到PC）以及可变频率可用性。可以通过安装IMI摄像机软件来访问C++接口，并且可以在VisualStudio2015中重新设计接口功能以进行二次开发。1.2.3工业控制计算机企业计算计算机是一个完整的系统管理系统，可以拍摄开发的相机的图像，使用诊断分析算法分析机器人活动区域，确定仪器的配置，然后规划机器人。最终，轨迹数据在某个时刻被发送到生产机器人。因此，生产计算机的性能直接影响系统的速度和稳定性。工作计算机应安装VisualStudio2015，HALCON，驱动程序软件和机器人软件。第一次工作显示如表3-1所示。表3-1工业控制计算机参数1.3系统程序设计1.1.1图像识别与定位程序（1）图像获取该视频接口通常使用摄像机和生产计算机之间的以太网接口来捕获机器人工作区域的实时图像。安装相机驱动程序IMI并获取C++接口。界面功能已移至VisualStudio2015。专为二次开发而设计。所有图像处理算法都是使用HALCON开发的，并且由于IMI无法提供相机和HALCON之间的开发链接，因此在VisualStudio中打开了相机和HALCON之间的接口。将相机IP地址设置为通过“相机显示”应用程序输出的计算机IP地址的三分之一。如果包含摄像机，则可以通过激活摄像机控制类来读取摄像机数据。使用单个图像收集功能，可以还原摄像机镜头，将数据保存在固定位置，然后使用HALCON函数读取和保存存储在read_image中的数据。IMI摄像机具有HALCON功能。（2）单目工件识别与定位该程序的人机交互包含一个按钮模板按钮，用户可以添加或修改模板按钮。将捕获的图像保存在指定路径上，并确定对该图像感兴趣的区域的位置，以完成符号模板的创建。图3-3模板匹配流程图识别和定位工件的算法是识别图中的工件并计算其相对于机器人的坐标。原理是找到图中与模型相似的零件，然后在获得工件的图像坐标后，使用摄像机的校准结果，计算与工件机器人相比的工件全局坐标。这是通过调整模型来实现的，因此，将工件安装在机器人上，在此过程中，可以将工件旋转标准角度。图3-3是建模程序的流程图，该程序使用摄像头捕获机器人工作部件的图像，读取工作组的标准模型，为模型设置适当的参数并测量相似性。执行。如果大于0.75（与标准模型相似），将显示工件图像的坐标，并根据摄像机校准的结果计算相对于机器人的全局坐标。相反，如果与当前图像不匹配，则相似度大于0.75，请返回以获取图像。(3)双目工件识别与定位望远镜的视觉功能执行将工件放置在三个维度上的功能。程序流程图如图3-4所示。采集图像的阈值分割和连接部分的区域分割方法，以获得灰度相关部分。使用霍夫变换将小区域的去除面积调整为圆形关节，输出圆的中心坐标为工件图像的坐标，计算出工件三维世界的坐标，从而了解识别和定位工件的功能。图3-4双目识别与定位流程图1.1.2轨迹规划程序轨迹计划软件的功能是使用单眼系统和望远镜开发的算法来计算每个机器人连接的运动，例如操作对象，配置和输入键。首先，获取建模位置，将转折点确定为工作对象和障碍物，求出离合点，插值点和位置点的反坐标，并获得每个连接的旋转角度。最后计划每个关节的轨迹，将关节角度的功能依赖性与时间联系起来，并在0.2秒内将每个关节的旋转角度发送给机器人。图3-5轨迹规划流程图1.1.3通信程序该通信系统促进了房东与机器人之间的数据通信，并且可以将任何连接的音乐消息发送到机器人。计算机和工厂通过以太网连接。请转到机器人数据指南并选择。蜂窝数据传输：计算机程序创建一个机器人服务器。在开始通信之前，必须先开始通信，并设置生产计算机和机器人的IP编号和端口；将输出计算机的IP地址设置为192.168.0.110，并设置机器人控制系统。对于外部以太网管理系统，应用于端口12345的数字与生产计算机的端口号相同。机械手和接收器之间的通信图如图3-6所示：首先，设置服务器和客户端的IP地址和端口；然后，设置服务器和客户端的IP地址和端口。如果授予了连接请求，请打开服务器并建立连接。客户发送“就绪”信号，服务器接收到该信号。机器人在“就绪”图标上发送每个链接的轨迹消息，其客户接收数据并管理机器人的链接。图3-6通信流程图1.1.4目标装配程序机器人组装软件在机器人控制器上运行，其主要功能是从主机接收每个连接器的旋转角度，控制每个连接的运动，控制气阀的打开和关闭，抓紧工件，然后放置软件。SCARA机器人和六轴机器人装配软件的编译。图3-7是抓取和定位机器人程序的示意图，首先将机器人移至原始位置，然后等待计算机的上部数据：接收到数据后，根据通信系统分析数据。当机器人到达时，在其知道要点的情况下，调整机器人手柄顶部的电磁杆，取下机器人孔，然后继续将机器人旋转到其位置。根据接收到的数据指示，将喷嘴的电磁阀的信号保持低电平，并在放置操作完成后移动机器人。图3-7工件抓放流程图1.1.5人机交互界面程序人机交互的任务包括：管理每个程序，显示程序的性能并查看所有程序；社交互动包括界面显示，图像，图像处理，机器人旋转功能和机器人通信。为了开发交互式界面，在完成HALCON软件设计后，将使用VisualStudio2015的MFC程序的图像处理程序导出为C++代码，并且VisualStudio中的新属性表包含称为图像处理程序的HALCON库文件。第四章提出的轨迹规划算法被集成到主机中，可以根据机器人轨迹的实时位置确定工件的位置，对于单目系统，使用五项多项式插值算法。望远镜系统使用线性插值和五项式多项式，将算法与插值相结合，最后将周期性数据发送到机器人控制器，以控制每个连接的运动。MFC程序使用多种技术来显示机器人活动区域的实时图像。交互如图3-8所示。除了应用程序管理按钮之外，该界面还包括用于设置IP地址和端口号的文本框，摄像机拖动菜单，启动和停止程序以及用于设置摄像机设置的按钮。程序启动时，首先选择要显示的摄像机编号，单击服务器启动按钮，然后单击启动程序按钮。当客户端正确集成后，界面将显示一个现成的图标。图3-8人机交互界面特殊的操作步骤如下：要选择连接的摄像机，请单击左侧的“组合”框以显示摄像机的类型和尺寸，然后单击“创建表格”按钮以创建工作工具。将应用程序放置在中央，将出现一个程序对话框。建议正确构建模板，然后将服务器的IP地址和端口号放在端