基于机器视觉的机器人厅门装箱系统研究

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1、分类号：TP391密级：公开UDC：621编号：河北工业大学硕士学位论文基于机器视觉的机器人厅门装箱系统研究论文作者：常庆麒学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：机械工程指导教师：赵海文职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONROBOTOFPACKINGSYSTEMOFELEVATORLANDINGDOORBASEDONMACHINEVISIONb

2、yChangQingqiSupervisor:A.Prof.ZhaoHaiwenMarch2017原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文

3、的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着经济的发展，电梯的使用越来越广泛，而电梯厅门的包装装箱作为厅门装配与物流配送的关键环节，它的完成效果不仅关系到产品的质量，也影响着整个生产流程的工作效率。在传统生产线上，厅门装箱是由人工完成的，不仅效率低

4、下，还会增加工人的劳动强度，因此研制了机器人厅门装箱系统。该系统利用工业机器人代替人力实现了厅门的立式装箱，实现了厅门装箱的自动化。但通过现场长期的生产发现，由于机器人使用示教方法，无法识别箱子尺寸和定位的误差，经常出现已装箱的厅门向后倾倒或者正在装箱的厅门撞到上一块厅门的情况。为了使厅门装箱更加准确，系统更加智能化，本文在机器人厅门装箱系统的基础上，引入机器视觉技术，对基于机器视觉的机器人厅门装箱系统进行研究。主要内容如下：首先，介绍并分析了厅门、箱子的相关技术参数以及机器人厅门装箱系统。该系统分为三部分，分别是箱体定位输

5、送机、门板翻转机以及装箱机器人，重点阐述了它们各自的机械结构以及系统的电气控制。其次，对视觉系统进行标定，并对已装箱厅门进行图像处理。在考虑镜头畸变的情况下，利用ROS系统对单目摄像机进行张正友标定，求出内外参数及畸变参数。通过利用不同的图像处理方法，最终得到一幅二值图像，利用ROI技术提取出已装箱厅门区域，再求出图像的黑白像素个数，进而判断厅门装箱数量，最后利用Harris算子对厅门特征点进行提取。再次，对SRA166机器人进行运动学分析。采用D-H法对机器人进行运动学建模，求取机器人运动学的正反解，利用MATLAB对机器

6、人进行仿真分析。最后，对基于机器视觉的机器人厅门装箱系统进行实验，验证其可行性。针对某一种具体型号的厅门进行图像处理和装箱实验，通过实验表明，厅门角点识别清晰，机器人装箱位置准确，相关问题得到解决，达到了预期的目标。关键词：电梯厅门装箱工业机器人机器视觉图像处理技术运动学分析IABSTRACTWiththedevelopmentofeconomic,theuseofelevatorsisbecomingmoreandmoreextensive,theelevatorlandingdoorpackingisthekeylink

7、whichistheassembly,logisticsanddistributionoflandingdoor’s,itscompletionisnotonlyrelatedtothequalityoftheproduct,butalsoaffectedtheproductivityoftheentireproductionline.Inthetraditionalproductionline,thelandingdoorisboxedbyworkers,thiswayisnotonlyinefficient,butals

8、oincreasethelabourintensityofworkers,andeventhreatenthesafetyofworkers,sotheverticalpackingsystemofelevatorlandingdoorbasedonindustrialrobotiscre