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二十一世纪以来,由于机器人技术的突飞猛进,机器人不断带动着工业自动化的快速发展,众多企业都通过工业机器人实现了工业自动化的升级转型。随着机器视觉的引入,机器人配合视觉技术更是涵盖了更多工业自动化领域。无锡某公司主要从事汽车涡轮增压器的制造,其中涡轮采用失蜡法精密制造。长期以来蜡模模组焊接装配由人工完成。为进一步改善产品质量,提高生产效率,拟通过机器人技术实现蜡模自动化焊接装配,促进企业向自动化、信息化、智能化方向转型。本课题针对企业实际需求,研究基于视觉的双机器人协同蜡模焊接系统,并设计开发了实验系统进行可行性验证。主要研究内容包括:(1)根据项目背景和要求,设计蜡模的自动化焊接方案,分析基于视觉的机器人焊接系统构成。从视觉系统方案、物料上下料方案、焊接机构设计、机器人选型、机器人末端夹具设计以及各重要部件选型等方面对系统进行总体方案设计,形成了基于视觉的双机器人焊接系统框架。(2)根据蜡模与浇口的对象特性,进行图像采集系统的设计,合理选择相机,镜头和光源,并对所选用的相机进行标定。(3)研究蜡模和浇口的图像定位技术。针对蜡模和浇口的图像特点,通过多种算法进行蜡模和浇口的图像预处理,改善图像质量并进行图像分割,并对分割后的图像进行轮廓提取,再根据所提取轮廓进行图像中心定位,最终获取蜡模和浇口的坐标信息。(4)在机器人运动学分析基础上,研究机器人焊接操作及双机器人协同控制技术。利用D-H法建立机器人运动学模型,通过求解机器人正逆运动学方程,为机器人运动控制提供理论依据。通过激光跟踪仪进行双机器人之间基坐标系的标定,采用Socket通讯协议实现双机器人以及上位机之间的实时通讯,并使用球体加圆柱体包络模型对双机器人进行简化从而完成双机器人之间的碰撞检测。(5)通过上位机进行视觉系统和双机器人系统的集成,并设计人机交互界面进行基于视觉的双机器人协同蜡模焊接实验。实验中,通过多次修改焊接工艺参数,最终完成蜡模自动化焊接实验并达到预期实验目标。