基于机器视觉的面粉袋码垛机器人研究中绪论

 第1章绪论

1.1课题研究背景及意义 所谓码垛便是按照集成单元化的思想，将单个分散的物料通过特定的方式和方法堆码成垛，以便通过集成化的物垛完成物料的转移、仓储、装载和运输等物流活动。码垛技术是物流自动化技术的一个重要组成部分，特别是随着物流量大大增加，近年来，码垛技术得到迅速发展，这对码垛机器人的推广使用提供了机会。 码垛机器人作为工业机器人中的重要组成部分，能够完成工业生产中货物的搬运和码垛任务。它是集机械和电子技术，自动控制技术，信息处理技术，传感器技术，人工智能技术，于一体的高技术机电产品。码垛机器人主要应用在石油化工、食物、药品、面粉、化肥、建筑材料等行业中物品的自动搬运和码垛作业。码垛机器人技术的使用大大减缓了劳动力的不足、提高了生产的效率、降低了制造成本、改良了劳动环境和劳动的强度等。所以，我国应在制造业行业升级的新形势和广阔的市场应用需求的情况下加大科研力量的投入，研发出拥有自主技术的高端工业机器人产品。 目前应用于各个领域的码垛机器人大部分都是采用先精确的示教或离线编程后再运行的方式，并且它们的工作环境都是预先设置好的，机器人的工作只是重复执行预先编制好的程序。但是对于很多生产状况下尤其是流水线的场合，工件或物料的位置和姿态往往是不固定的。实际目标物体的位姿与理想目标物体的位姿偏差往往导致机器人不能很好地完成任务，因而极大地限制了码垛机器人的应用范围。 近年来，众多学者和专家对机器视觉技术做了大量的研究，并将机器视觉技术成功应用于产品零部件的识别、产品质量检验、刀具磨损监控、精密测量和移动机器人导航等领域。为提高工业机器人在实际生产环境中对现场的适应和判断力，通常借助于机器视觉对其引导，增加它的环境感知能力，不但增强了工业机器人的现场应用灵活性、提高了工作效率，而且极大的拓宽了工业机器人的工作领域。机器视觉增强了工业机器人的柔性，因此基于视觉指引的工业机器人具有更广大的应用空间，拥有重要的科研和使用价值。 某面粉生产企业为提高生产效率、降低生产成本和工人的劳动强度，计划使用机器人代替人工的码垛方式。由于该企业特殊的生产流程，在同一条生产线上需对不同类型和位姿的面粉袋分别码垛，而目前通用的码垛机器人均不能满足要求。因此，本文以该问题为切入点引入机器视觉技术，对基于机器视觉的面粉袋码垛机器人进行研究。