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          淺談工業機器人智能視覺引導技術中的問題

          來源:農家參謀 作者:白云磊
          發布于:2020-12-25 共2268字
            摘要:隨著我國制造業的快速發展,早期的示教再現型工業機器人已經無法滿足企業高端生產的需求,對機器人的智能程度有了更高的要求。利用傳感技術可拓展工業機器人的視覺引導功能,能夠滿足工業生產中更加復雜的生產工藝。為此,本文首先闡述了工業機器人智能視覺引導技術的分類及發展中面臨的問題,然后對工業機器人智能視覺引導技術的應用進行分析,為促進我國智能制造業的進一步發展提供參考。
            
            關鍵詞:工業機器人,視覺,智能,引導,攝像機


          工業機器人畢業論文

            
            工業機器人在我國工業生產中的應用,不僅提高了生產效率,而且在提升質量和降低成本方面也發揮了重要的作用。智能制造是我國制造業發展的主要方向,傳統的機器人只能用于搬運和裝卸等簡單的操作,在智能制造的背景下,具有感知能力和協同能力的工業機器人廣泛應用于工業生產中,可以從事一些裝配、分揀等較為復雜的作業。視覺引導技術的應用亦可通俗的理解為機器人的眼睛,可通過增加傳感器的方式來采集機器人工作環境的圖像信息,然后將這些圖像信息經過智能視覺技術進行一定的處理,分析出機器人操作所需要的數據信息,然后向機器人發出指令以引導機器人動作,可有效提升機器人操作的靈活性和精準性。智能視覺引導技術在工業機器人中的應用,極大的拓寬了機器人的工作范圍,并且能夠適應更具難度的工業生產。
            
            1 工業機器人智能視覺引導技術的分類
            
            攝像機是工業機器人智能視覺系統中的重要組成部分,可充當機器人的眼睛,現階段使用的機器人大多為六自由度工業機械臂,由攝像機和多軸機械臂組合應用的視覺機器人系統亦可稱為手眼系統。根據攝像機的安裝位置不同可將智能視覺引導系統分為固定式手眼系統和移動式手眼系統。在固定式手眼系統中,攝像機會固定的安裝在機器人工作區域的某一位置,攝像頭會覆蓋機械臂的作業范圍,通過固定坐標系來識別工作目標,同時將目標工件的位置以及姿態等信息傳遞給機械臂,機械臂根據反饋的信息來對目標進行智能操作。與固定式手眼系統不同的是,移動式手眼系統的攝像機會安裝在機械臂的本體上,攝像頭會隨著機器人的移動而移動,通常是安裝在執行單元連接法蘭盤上,通過移動式手眼系統坐標系來獲取目標工件的信息,然后控制機械臂進行智能操作。目前移動式手眼系統在工業領域應用較多,因為攝像頭的移動更加靈活,獲取目標工件的信息更加精準,不會受到機器人移動距離的限制,同時因為六自由度機械臂能夠更加全面的獲取目標工件信息,操作也更加靈活和精準。
            
            2 工業機器人智能視覺引導識別技術面臨的問題

            
            工業機器人智能視覺引導識別技術在工業生產中的應用對精準度有較高的要求,如果在視覺識別系統中存在精度誤差,將會直接影響到工業生產的效率和質量,所以要加強在視覺引導識別技術中定位的精準度研究。攝像機作為圖像采集系統的主要部分,標定精度直接關系到獲取圖像信息的質量。如果標定的精度較低,獲取圖像的清晰度就會下降,而作為源圖像會直接影響到系統后續一系列處理工作的精準度。攝像機標定技術是工業機器人智能視覺引導技術面臨的重要難題,我國在這方面的研究已經投入了一定的科技力量。通過各種方式對標定精準度進行提升,在消除攝像機硬件誤差方面取得了一定的進展,但是在高精度工業生產中應用還是會對精準度產生一定的影響。視覺坐標系標定技術也存在技術上的瓶頸,在實際應用中還有其他關鍵技術需要進一步改進和調整,隨著我國智能制造技術的提升,這些難關都會被攻克,我國工業機器人的智能化水平還會不斷提升。
            
            3 工業機器人智能視覺引導技術的應用
            

            工業機器人智能視覺引導技術在工業生產中應用范圍較廣,比如在物流業中的配送和分揀作業,在制造業中的抓取、搬運、旋轉、放置操作,以及對自動化生產線上的質量檢測作業等。物流業的快速發展直接導致貨運量大幅提升,由此對工作效率有了更高的要求,利用工業機器人進行貨物的配送和分揀可大大提高工作效率,并且降低人工操作的失誤。工業機器人的智能視覺引導技術,可以應對復雜的物流作業場景,能夠快速識別不同形狀、不同位置的貨物,并且操作效率較高。工業機器人利用攝像頭來拍攝貨物所在的區域,然后將圖像信息傳輸給計算機系統,通過系統的分析來判斷貨物的數量、位置、形態、種類,然后將信息反饋給機器人,機器人通過機械臂對目標貨物進行抓取,然后將其搬運到指定的位置,實現智能分揀作業。
            
            在制造業的自動化生產線中,通過智能視覺引導技術,機器人能夠對生產線中的工件進行精準的抓取、搬運、旋轉和放置等操作,如果工件的運行位置出現偏差,機器人還會根據環境的變化及時調整。工業機器人還可以對自動化生產線的目標工件進行特征檢測、間隙測量、缺陷判斷、計數、運動軌跡跟蹤等,有效提高自動化生產效率和質量。
            
            結語
            
            在智能制造的背景下,對我國工業生產的技術水平有了更高的要求。智能視覺引導技術在工業機器人中的應用,拓展了機器人的功能,促進機器人能夠適應更具難度的作業環境,是我國智能制造技術發展的重要表現。任何一項新技術的研發都需要經過不斷的試驗和調整,工業機器人智能視覺引導技術同樣如此,為了提升智能視覺引導技術的穩定性,還需要在硬件技術和視覺算法等方面不斷的調整和改進,進一步提升工業機器人的智能程度,為推動工業機器人智能技術領域的進一步發展創造有利的條件。
            
            參考文獻  
            [1]匡鑫,夏昺宸.基于機器視覺的工業機器人分揀技術探究[J].現代制造技術與裝備,2020(1):121.  
            [2]劉貴林,劉景亞,劉向東,龔貴波,賴俊霖.基于機器視覺的工業機器人引導定位系統研究[J].鋼鐵技術,2020(3):25.  
            [3]蔣思中,白雪.工業機器人目標識別與智能檢測技術研究現狀與發展趨勢[J].輕工科技,2020(2):15.
          作者單位:南京江寧高等職業技術學校
          原文出處:白云磊.工業機器人智能視覺引導技術的相關問題探討[J].農家參謀,2020(18):125.
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