基于机器视觉的面粉袋码垛机器人研究主要研究内容

 1.3基于机器视觉的面粉袋码垛机器人研究主要研究内容

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进行码垛，而目前通用的码垛机器人均不能满足要求，其中主要存在两个问题:一是面粉袋类型的判别，二是面粉袋位姿的识别‘因此，本课题设计采用机器视觉系统进行面粉袋的类型和位姿识别，以引导码垛机器人完成对面粉袋的码垛作业。根据面粉袋的外形和生产流水线的特点，设计了应用于面粉袋的拾取手爪和直角运动机器人。围绕该课题，本文具体研究内容如下: 第一章绪论，介绍了课题研究的背景及意义，探讨了国内外码垛机器人和机器视觉技术的研究与应用现状。 第二章机器人的视觉识别系统，针对面粉袋的类型和位姿识别问题，构建机器人的视觉识别系统。应用SIFT匹配算法实现面粉袋的类型判别，并在正确匹配特征点的基础上，使用仿射变换完成面粉袋的旋转角度识别，再应用图像处理技术求出面粉袋的质心位置，实现面粉袋类型和位姿的自动识别。 第三章拾取手爪的设计，依据输送线上面粉袋的摆放姿态，设计出用于面粉袋码垛的拾取手爪，并进行典型工况下的静力学分析和运动学仿真分析。分析手爪在抓取过程中气缸的受力和夹持手指末端辊轴的运动情况，以便掌握拾取手爪的关键运动参数。 第四章直角运动机器人设计，综合分析面粉码垛系统的主要工作参数及码垛系统的整体布局，设计出应用于面粉袋拾取与码垛的4自由度直角运动机器人;。建立直角机器人的三维模型并利用有限元分析软件对机器人的整体结构进行模态分析。 第五章码垛机器人控制系统设计，初步设计出码垛机器人的控制系统，系统采用上位机PC和PLC的控制结构。应用Matlab GUI编写出机器人控制系统界面并对面粉袋的码放位置进行详细规划。对PLC控制器进行选型及各输入输出端口的分配，分析码垛过程中PLC控制器对各伺服电机的控制及机器人的运行路径。 第六章结论与展望，该部分对本文所做的主要研究工作进行系统的总结和归纳，并提出下一步研究的内容和方向。