基于无标定视觉伺服的机器人装配系统研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201421202079河北工业大学硕士学位论文基于无标定视觉伺服的机器人装配系统研究论文作者：苏凡学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：赵海文职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONROBOTICASSEMBLYSYSTEMBASEDONUNCALIBRATEDVISUALSERVOINGbySuFanSupervisor:A.Prof.Zha

2、oHaiwenMarch2017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

3、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：摘要由于高层建筑对电梯的需求越来越旺盛，许多电梯企业开始实行大批量流水线生产。然而随着人力成本的逐年提高，许多企业面临着极大的生存压力，自动化生产设备的引入将改变这一现状。为响应现今电梯生产车间的生产要求，降低劳动力成本，提高电梯厅门无铆钉连接的速度和精度，提出并研制了一套基于工业机器人的新国标电梯厅门无铆钉连接系统。该系统具有自动化程度高，对不同门板的适

4、应度强，生产效率高等优点。机器人示教作业需要目标物体定位精确，但工业现场由于磨损或设备故障往往使得定位不准确，在实际中，由于摄像机位置或焦距等参数的微变以及摄像头镜头的畸变导致难以获得精确的标定模型，鉴于此，本文研究了使用视觉伺服的方式来实现机器人的无铆钉连接作业任务，而无标定的视觉伺服正好能解决这一难题。本文以工业机器人的无标定视觉伺服为研究对象，深入探讨了无标定视觉伺服中的视觉控制器的实时性等问题，采用改进的遗传神经网络拟合复合雅克比矩阵。主要工作内容如下：1.介绍了新国标电梯厅门的装配工艺流程要求，阐述了每个工位的结构设计以及机器人视觉伺服系统设计，并构建了

5、以欧姆龙CP1H为主控PLC的自动化控制系统，实现了基于DeviceNet关键技术的电气通信系统解决方案。2.完成了工件图像处理整个流程，对不同的滤波方法和边缘检测算子进行了比较分析，采用粒子滤波优化二值化图像和Shi-Tomasi优化的局部厅门角点检测法实现了复杂背景下的工件特征提取，通过图像处理得到了后续神经网络的输入数据。3.对无铆钉连接机器人进行建模和运动分析，验证了机器人逆运动学的多解性，提出了一种改进的GABP神经网络，并给出了改进的GABP神经网络的具体方案。4.通过实验对比后得出了改进的GABP具有更优越的网络性能，将改进的视觉控制器用于视觉伺服任

6、务中，得到了较好的效果，证实本文提出的视觉控制器的可靠性。关键词：无标定视觉伺服遗传神经网络图像处理无铆钉连接IABSTRACTDuetotheincreaseinhigh-risebuildings,thedemandforelevatorsisgrowing.Manyelevatorcompaniesbegantoimplementlargequantitiesofproductionlines.However,withtheincreaseinlaborcostsyearafteryear,enterprisesarefacinggreatpressuret

7、osurvive.Theintroductionofautomatedequipmentwillchangethissituation.Inordertomeetthemanufacturingrequirementsoftheelevatorworkshop,reducethelaborcostandimprovethespeedandprecisionoftheelevatordoorwithoutrivetingconnection,anewnationalstandardelevatordoornon-rivetingconnectionsystembas

8、edoni