关键词：机械臂;;机械臂建模;;视觉定位;;轨迹规划;;表面贴装
摘 要：机器人是当今工业生产的重要工具,工业机器人是专门服务于工业生产的多关节、多自由度的机械装置。它能按照预设功能自动运行,是依靠控制程序来实现多种操作的一种机器。工业用手型机器人即机械臂在工业生产中有着无可比拟的优势,可以提高产品生产率、生产安全性、操作效率,改善产品质量并保持产品一致性。表面贴装技术是当前电子产品装配生产过程中最常用的一种生产工艺。结合机械臂的诸多优点,将机械臂充当操作器应用于表面贴装能够极大地改善贴装作业的效果。本课题研究主要由两个部分构成,分别是贴片的视觉定位和机械臂的控制。通过机器视觉定位,准确定位贴片位置,借助机械臂完成元器件的贴装操作。机械臂末端的精确控制,针对不同的元器件的贴装有一定的兼容性。在机器视觉部分中,介绍了双目视觉模型,结合标定原理,将图像坐标与实际坐标进行匹配。获取图像之后,对图像进行预处理,依次进行图像的滤波处理和图像二值化。通过图像滤波,保留原图像特征剔除图像中的干扰信息。通过图像二值化过滤多余背景信息,凸显目标的轮廓信息。最后使用轮廓提取,获得二值化图像中的贴片轮廓,确定贴片的位置坐标。机械臂的研究分为三个部分,分别是机械臂的建模、正逆运动学分析和轨迹规划。使用D-H法建立机械臂模型,推导机械臂末端坐标系相对于参考坐标系的空间位姿关系。通过正逆运动学分析,将末端位置和各关节角度相互转化。使用多项式轨迹规划优化机械臂运动路径,使其平稳运动,在各轨迹点之间的保持较好的连续性。借助Matlab工具箱搭建机械臂仿真系统,实现并评估上述算法。本文通过实物抓取实验验证机械臂模型和定位的准确性。通过Matlab工具箱仿真在理想环境下经轨迹规划后机械臂的运动变化过程,并统计数据绘制成图以量化分析机械臂的稳定性和连续性,比较不同算法的优缺点。
内 容：原文可通过湖北省科技信息共享服务平台（http://www.hbstl.org.cn)获取