饰品研磨机器人系统的研究

• 作 者: 朱琇琪
• 机 构: 上海交通大学
• 出 处: 上海交通大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 大规模定制 柔性生产 计算机视觉 三维重构 机器人研磨编程

饰品是人类社会发展的产物,给人们以美的享受。随着世界经济的发展和物质生活水平的提高,人们对艺术饰品的购买力也极大增强,同时随着开采挖掘技术的发展饰品原料逐渐丰富起来。如何实现饰品高效率、高质量的生产以满足人们的需求成为了当今艺术品加工发展的关键问题。针对该问题,本文首次提出饰品自主化加工的概念,并创新性的设计了一套基于机器人的饰品自主化研磨系统。该系统应用三维重构技术完成饰品毛坯模型的重构,并结合机器人技术实现基于重构模型的自主化研磨,符合了现代机械制造业向系统化、柔性化和智能化发展的趋势,满足了饰品大规模定制生产的要求。本文完成了饰品研磨机器人系统的设计,实现了研磨设备的系统化、柔性化和自主化,为今后该方面的研究奠定了基础,并就其中应用到的技术从原理和实践上加以分析。本文集成了计算机视觉技术和机器人技术,完成了系统的设计。主要工作包括以下几个方面:首先,基于系统化、柔性化和智能化的要求,完成了本饰品研磨机器人系统的设计,包括功能模块的设计和系统的集成;其次,搭建了三维重构视觉系统,完成了视觉系统的标定,提出了基于关键点信息的三维重构算法,自主识别到饰品毛坯的三维模型,并采用OpenGL建立重构模型;然后,提出了基于饰品成品匹配模型的匹配算法,并就符合匹配条件的饰品毛坯完成机器人研磨轨迹编程算法;最后,完成了饰品研磨机器人系统工艺流程的仿真,并采用Visual C#完成基于三维重构的拍摄控制及图像处理系统的设计和机器人轨迹编程仿真。经仿真和实验证明了本饰品研磨机器人系统的可行性,为今后饰品研磨系统的进一步开发提供了基础。