基于Visionscape的工业机器人视觉对位系统在空调装配中的应用

【摘要】实现空调生产全自动化是近几年来许多空调生产厂家所追求的目标,提高空调生产的自动化水平,不仅可以提高空调生产和装配的效率,还可以大大降低工人的劳动程度和提高空调产品质量,从而降低企业的生产成本。而在实现空调生产全自动化的路上,有一个较大的障碍——空调压缩机与底板的装配问题。由于空调压缩机形状不规则、重量较重,空调底板定位困难等原因,压缩机与底板的自动装配难以实现,压缩机与底板的装配一般都是由人工来完成。为了解决空调压缩机与底板自动装配的问题,本文首次把视觉定位的方法应用到空调的自动装配中,设计了工业机器人视觉对位系统,采用工业机器人加视觉定位的方法实现了空调压缩机与底板的自动装配。此系统主要在MicrosoftVisualStudio2010开发平台上,使用VisualBasic作为开发语言,利用美国Microscan公司的Visionscape视觉开发软件来进行开发。Visionscape视觉开发软件在工业视觉研究应用上已经比较广泛,主要应用于汽车组装线上的自动化视觉检测与零件追溯、工业产品生产过程中标签的辨识、工业产品生产中的产品缺陷识别等。本文详细介绍了工业机器人视觉对位系统的设计原理和过程,并对系统中涉及到的关键问题和技术进行了详细的介绍,完成的主要工作有以下几个方面。(1)工业机器人视觉对位系统的整体布局设计。这个部分主要对系统的搭建、系统工作流程以及系统主要硬件组成和选型进行了研究,完成了机器人视觉对位系统的搭建,选择了系统合适的硬件组成。(2)相机的标定。对相机标定的基本原理与方法进行了研究,并介绍了相机标定中各种坐标系之间的转换关系,提出了适合本系统的相机标定的方法,并对其原理进行了说明。最后通过Visonscape视觉软件和标定软件的应用,完成了本文的相机标定的工作,得到了相关的相机标定文件。(3)系统软件的设计。对系统的核心组成一系统软件部分,进行了研究和设计；经过对机器人运行的过程进行分析,完成了机器人运行轨迹的规划和机器人运行程序的设计；重点研究了压缩机与底板识别定位的方法,通过对Visionscape视觉软件的应用,分别设计了压缩机和底板的识别定位程序；设计了压缩机与底板的对位算法,通过对位算法的应用和对Visionscape视觉软件进行二次开发,完成了压缩机与底板的对位程序；在介绍了机器人的二次开发函数库后,完成了机器人和计算机的通讯程序。(4)系统运行测试。对系统运行的测试进行了介绍,详细介绍了系统在实际运行过程中,系统功能实现的具体过程。对系统运行过程中的定位误差进行了测试,得到了系统的实际定位误差值。
【作者】丁建平；
【导师】梁明；
【作者基本信息】广东工业大学，控制工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】视觉定位；相机标定；Visionscape；工业机器人；二次开发；

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