【《机器人视觉引导系统总体设计案例》3000字】

我国中小企业的技术创新研究机器人视觉引导系统总体设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u11702机器人视觉引导系统总体设计案例 1168471.1视觉引导机器人方案设计 144101.2视觉引导机器人系统硬件平台 4为了满足智能和定制制造机器的需求，本文重点介绍工业机器，并结合了创新的管理技术来设计可以预测广泛应用的创新设计系统。配备了软件系统和硬件系统的硬件系统是ABB机器人核心，生产相机，生产镜头，相机支架，PC，西门子PLC和支架。该软件组件基于C＃语言，用于机械通信系统的个人开发。本文的目的是基于机器系统获取对象对象的状态，包括有关对象位置和对象位置的信息，并发送获取的配置状态。向机械手目录添加对比，然后选择其他对象以拆分并运行机械手。1.1视觉引导机器人方案设计传统的分拣机器人使用离线或在线编程来捕获目标对象，并需要有关目标对象位置的恒定信息。如果目标位置信息发生更改，则只能重新计划程序，这会降低生产效率。本文档中的视觉系统包括五个主要部分。一种用于数据收集的CCD传感器，一个目标水平识别和定位系统，一个手眼校准部分，一个机器人手运动控制模块以及一个人机交互界面。（1）传感器收集数据。CCD相机捕获图像，并在进行采样和量化后，将模拟图像数据转换为数字图像，或者将数字信号发送到图像处理系统。（2）目标识别和位置：处理图像数据，执行图像分割，并挖掘目标对象（目标区域，位置，大小等），以消除噪声对图像质量的影响。给定阈值输出的结果。（3）手动眼睛校准：在像素坐标系和机器人坐标系之间建立转换关系，以整合两个坐标。（4）机械手运动控制：机械手运动控制根据图像处理获取目标对象的坐标，通过TCP/IP通信协议将机械手发送到机械手注册表，并监视机械手的目标捕获。（5）人机交互界面：显示采集到的图像数据，为数字图像处理提供计算能力，并在图像处理后提供目标位置和机器人交互数据信息，以方便实际操作。如图1.1a和1.1b所示，将在该实验中使用的测试模具用作测试目标，并标记为1号工件和2号工件。ABB-IRB120使用小型机器人和Medvision工业相机构建的测试平台，并且HACLON视觉库用于描绘目标对象，从而使ABB机器人可以在捕获之前识别其目标，定位并最终完成所有任务它。与传统的生产机器人相比，对堆叠的测试模具进行分类的任务可以提高生产效率。研究计划的进展如图1.2所示。ab图1.1实验目标物体图1.2系统总体研究方案1.2视觉引导机器人系统硬件平台图1.3显示了基于视觉准则的ABB机器人定位设备的实验平台，硬件通常包括ABB-IRB120生产机器人，MindVision工业相机，气泵手柄，光源，计算机和其他设备。图1.3搭建的实验平台1.1.1ABB-IRB120型机器人介绍ABB-IRB120机器人是ABB的最新成员，是ABB制造的最小的机器人，适用于物料加工和分拣。IRB120机器人具有以下特点：紧凑轻巧。IRB120机器人仅重25公斤，但机械结构稳定，定位精度高且耐用。由于机器人主体的紧凑机械结构，它可以在装配线上，工作场所内以及小型工作区域（如吊轨）中与大型机器人相邻使用。用途广泛。IRB120机器人广泛用于电子，汽车生产线，塑料加工和其他行业。此外，它还可以应用于医药，食品，饮料，制药和其他领域。易于集成。IRB120的风道和客户信号电缆全部嵌入从脚到手腕的行李箱中，从而使机器人易于集成。优化工作范围。IRB120机器人的机械结构是对称的，因此第一根轴不是凸形的，并且轨道半径非常小，因此可以安装在其他设备附近，腕部狭窄可以扩大手的范围。IRB120配备有小型高性能轻型合金伺服电机，可用于对机器人的位置，速度和扭矩进行封闭控制，以确保机器人的准确性，稳定性和灵活性。机器人正在高速运行。1.1.2工业相机的选用工业相机在视觉控制系统中的作用是收集图像。这些图像是视觉系统的输入信号，旨在将光信号转换为电信号。工业相机在视觉指导中起着重要作用，视觉引导决定了视觉引导系统的定位精度。根据芯片类型，工业相机可以分为两种类型：CCD和CMOS。两者均用于使用光电二极管将照片数据转换为数字数据。表1.2对两个感光芯片的特性进行了比较。表1CCD和CMOS感光芯片的特点考虑到该测试的精度要求，镜头接口的类型，相机与目标物体之间的距离等，最终将MindVisionU-300C生产相机用作成像设备。图1.5，U-300C摄像机特殊参数如表2所示。表2MindVision的U-300型工业相机参数1.1.3工业相机镜头工业相机镜头的主要功能是确定光学图像，其主要功能是将物体成像在图像传感器的感光表面上。工业镜头是整个图像采集的重要组成部分，并且在图像质量中起着重要作用，从而影响图像参数，例如密度，对比度，景深和失真。如图1.6所示，透镜成像原理实际上就是凸透镜成像原理。图1.4镜头成像原理如图2-3所示，设置工作范围以使目标水平完全显示在ccD传感器芯片上，调整焦距可以改变视角，因此，镜头的焦距需要被计算。根据本主题的要求，在选择镜片之前。1.1.3光源在视觉引导系统中，主要部分是图像获取和图像处理，但是图像的整体质量对视觉系统非常重要，因为这两个部分中的所有信息都是从图像中获取的。光源是影响相机图像的重要因素。根据光源的性质和周围环境选择合适的光源，以确保图像的稳定性和连续性，最终获得高光源。高品质的图像。光源具有视觉系统的四个主要功能。改善目标对象在照明和用途上的差异，创建图像处理应用程序，克服环境影响，并确保捕获的图像，测量仪器或参考的稳定性。照明系统是确定汽车视觉的重要因素之一，并且直接关系到整个视觉系统的成败。正确的照明设计可以生成高质量的输入图像，从而改变整个系统的精度，使从复杂背景中提取目标对象变得更加容易，降低了图像处理算法的复杂性，并降低了图像的复杂性，并将对其进行改进。处理算法系统的速度，准确性和稳定性。不良的照明方法可能会导致视觉系统出现严重问题。到目前为止，还没有通用的汽车光源设备，因此您需要为每种视觉设计合适的光源系统，这需要在不同的应用环境中使用不同的光源。根据形式的分类，光源可以分为以下几类：(1)环形光源环形光源的典型应用场景如图1.8所示。环形光源通常用于冲压和铸造工件。通过对工件边缘进行倒角和倒圆，提取身体轮廓，检测或测量内部垂直断裂或边缘或相对明显的边缘，光滑的表面划痕，裂纹，低区域高区域分离反射等图1.8环形光应用场景方式(2)条形光源条形光源的应用场景如图1.9所示。条形光源主要以一定的单边或多边角度照亮物体，照明角度和位置可以自由调节，适用于待测物体的大结构。它主要用于电子元件间隙检测，药水袋轮廓检测，包装盒印刷检测，圆柱表面缺陷检测等。图1.9条形光源应用场景方式（3）同轴光源同轴光源的典型应用场景如图1.10所示。光源从侧面投射光，并通过45度倾斜分束器吸引平行光。同轴光源不太亮，不适合使用，因为它们在通过分束器后会造成损耗。用于大表面的辐照。它主要适用于检测超细的划痕和裂缝，分离低反射率区域和高反射率区域以及反射或不平坦的表面区域。图1.10同轴光源应用场景方式（4）背光源典型的背光应用场景如图1.11所示。背光背光包括漫射背光和平行背光。漫射背光适用于物体的边缘提取，不透明物体的检测，物体缺陷的检测，杂质的检测等。平行背光适用于测量可以避免干扰的普通物体的边缘尺寸，也可以使用光感应。透明对象的边缘模糊。图1.11背光源应用场景方式（5）线光源图1.12显示了光源的快速演示。视线光通常是由网络扫描