工业机器人与视觉系统的集成研究

渊淄博职业学院袁山东淄博255314冤

摘要院工业机器人是自动化生产线中重要的执行装置袁传感器技术的不断进步和使用使得工业机器人的作用得到了有效提升遥其中替代人眼功能的视觉传感器袁可用于为机器人控制器提供视觉信息袁实现机器人运行的智能化遥本文提出了一种将视觉系统和仿真程序与工业机器人集成的方法袁利用视觉系统检测目标物体并计算其在机器人工作环境中的位置遥通过并行通信端口将目标对象的信息发送给机器人控制器袁机器人控制器利用提取到的目标信息和仿真程序袁控制机器人手臂对目标进行接近尧抓取和定位遥文章详细介绍了系统的技术细节和集成方法袁通过实例验证了该方法的有效性遥张明奎关键词院工业机器人曰视觉系统曰智能识别中图分类号院TP242.2文献标志码院A1研究背景

本尧兴野中国国之制造器尧强国2025之冶基指遥出十袁制造八世业纪是中国叶民开经济启工的业主文体明袁以是来立袁国世界之强国的兴衰史和中华民族的奋斗史一再证明袁没有强大的制造业袁就没有国家和民族的强盛遥打造具有国际竞争力的制造业袁是我国提升综合国力尧保障国家安全尧建设世界强国的必由之路遥

新中国成立尤其是改革开放以来袁我国制造业持续快速发展袁建成了门类齐全尧独立完整的产业体系袁有力推动工业化和现代化进程袁显著增强综合国力袁支撑世界大国地位遥然而袁与世界先进水平相比袁我国制造业仍然大而不强袁在自主创新能力尧资源利用效率尧产业结构水平尧信息化程度尧质量效益等方面差距明显袁转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨遥

随着科技的进步袁制造业与信息技术深度融合袁各国都在加大科技创新力度袁随着大数据尧云计算尧互联网等技术的发展袁制造业的自动化程度不断提高袁工业机器人在现代制造业的生产线上得到了广泛的应用袁特别是在精度要求较高尧危险程度高尧复杂多变的环境中进行生产作业袁都离不开工业机器人的协助遥喷漆尧焊接尧搬运和码垛等都是工业机器人在生产制造环境中的典型应用遥如果没有合适的传感器袁工业机器人将无法执行这些任务袁更无法适应复杂多变的生产环境遥视觉在人的感知和认知中占有重要地位袁在人们从外部世界获得的各种信息中有80%来源于视觉遥因此将视觉系统与工业机器人相结合袁将使机器人具备对于外界环境的适应能力袁大大提高其工作效率和准确度[1]2研究现状

遥

视觉传感器作为机器视觉的来源袁是动态工作环境中常用的传感器类型之一遥高速处理器以及低成本低功耗相机的应用普及袁是视觉传感器应用快速发展的主要原因遥视觉传感器可以从图像中提取相对大量的环境信息遥因此袁视觉传感器被广泛应用于视觉信息的采集袁这提升了机器人对外部环境的辨识能力遥视觉系统一般由以下三部分组成院图像采集袁包括视觉传感器的选择渊摄像头冤曰图像处理工具袁包括图像处理技术和计算机程序语言袁如Matlab尧C语言等曰数据总线工具袁包括实现计算机和机器人控制器之间接口连接的工具袁例如USB尧并行和串行端口遥

经过多年的探索袁许多研究人员已经建立了一些基于视觉系统的机器人控制系统遥我国研究人员提出的一种新的图像识

基金项目院淄博市校城融合发展计划项目要要要叶基于野互联网+冶的智能电

子创新平台曳渊2019ZBXC127冤

作者简介院张明奎渊1988要冤袁男袁山东淄博人袁硕士研究生袁讲师袁研究方

向院工业机器人技术袁智能检测技术遥

文章编号院1672-3872(2019)21-0023-01

别方法袁该方法通过改进的霍夫变换对机器人工作空间中的物体进行检测和识别遥在这项研究中袁使用机械手来抓取和移动视觉系统检测到的物体遥Muhammedal等人提出了一种基于视觉的控制系统遥他们提出的这种图像处理方法袁用于检测物体的边缘袁然后在图像中找到质心遥然而袁这些方法还没有考虑到将视觉系统与工业机器人控制器进行集成[2]3系统设计

遥

机器视觉系统的关键是图像传感器尧图像处理工具和数据总线遥本系统采用MI-SU1000C型高速工业摄像头作为图像传感器遥它拍摄的图像分辨率高达1000万像素袁图像捕捉的最高速度可达每秒30帧遥它通过高速USB接口与上位机相连遥在机器人工作环境中袁相机对于机器人的位置有两种选择袁摄像头既可以放置在固定位置袁在机器人移动时保持静止袁也可以安装在机器人手臂上跟随它移动遥在本系统中袁摄像头被放置在一个固定的位置袁可以看到机器人的工作空间遥在本场景中袁摄像机坐标系与工作空间坐标系之间的关系是固定的袁机器人移动时不发生变化遥因此袁相机像平面上的每一点在现实世界中都是一个固定MATLAB的位置遥上位机安装MATLAB和C++数据库袁用于图像处理遥系统利用图上像位库机的可以直并行接口用于分析和串行口图向像机器人控内容袁获制取器目发标送信数息字信遥本号[3-4]4结遥

束语

本文通过实验证明了工业机器人与视觉系统集成方法的有效性袁研究表明袁当使用单一颜色的物体时袁使用颜色分割方法可以获得最佳的识别结果遥而使用多种颜色对象时袁数据库匹配和表面处理方法可以获得更好的效果遥对于产品的挑选尧搬运尧包装和品质检测可以作为系统开发的一些潜在应用领域遥改进视觉系统和软件系统将作为该系统的未来研究方向袁用以处理工作空间中的移动的对象遥在这种情况下袁将需要考虑机器人相对于物体的运动速度等问题遥

参考文献院

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