工業(yè)機(jī)器人是制造業(yè)的制造設(shè)備，對(duì)于穩(wěn)定性、定位精準(zhǔn)度的要求較高，因此需要借助機(jī)器視覺技術(shù)處理圖像，通過工業(yè)相機(jī)實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)定位和模式識(shí)別等操作，快速獲取物體的質(zhì)心和邊界，滿足工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行的自定位需求，縮短其期望位置和末端位置間的差距，進(jìn)而促進(jìn)機(jī)器視覺技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展
1、視覺定位系統(tǒng)組成
依托機(jī)器視覺的機(jī)器人定位系統(tǒng)包含攝像機(jī)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，其中攝像機(jī)系統(tǒng)中包括計(jì)算機(jī)(具有圖像采集卡)、攝像機(jī)，主要收集視覺圖像，并應(yīng)用機(jī)器視覺算法?？刂葡到y(tǒng)包含控制箱和計(jì)算機(jī)，對(duì)計(jì)算機(jī)末端具體位置完成控制。工作區(qū)利用ccd攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，并使用計(jì)算機(jī)識(shí)別圖像，得到跟蹤特征，完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和識(shí)別，借助逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方式獲取機(jī)器人每一位置的誤差，再對(duì)高精度末端執(zhí)行模塊進(jìn)行控制，科學(xué)調(diào)整機(jī)器人的位置和位姿。
2 、工作原理
機(jī)器人系統(tǒng)較為復(fù)雜，其中包含工業(yè)計(jì)算機(jī)、伺服電機(jī)、伺服控制器等部件，借助“人類引導(dǎo)思想”工藝，對(duì)人類的行為習(xí)慣、肢體動(dòng)作、決策方式、表達(dá)模式進(jìn)行展示和控制。依托機(jī)器視覺技術(shù)的機(jī)器人定位系統(tǒng)工作原理包含以下內(nèi)容。
2.1工業(yè)相機(jī)
工業(yè)相機(jī)的主要工作原理是光傳感使光線經(jīng)過相機(jī)鏡頭進(jìn)入傳感器，實(shí)現(xiàn)ccd成像或者coms成像，進(jìn)而將光學(xué)信號(hào)調(diào)整為電信號(hào)，利用內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換電路形成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)將信號(hào)傳輸?shù)絛vp或dsp位置完成加工，獲得可以進(jìn)行工業(yè)控制的格式。
2.2視覺定位系統(tǒng)
視覺定位系統(tǒng)主要借助1394采集卡、ccd攝像機(jī)向計(jì)算機(jī)中輸入視頻信號(hào)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行迅速處理。系統(tǒng)選取物體圖像、搜尋跟蹤物、構(gòu)建坐標(biāo)系，進(jìn)而獲取跟蹤特征，完成數(shù)據(jù)計(jì)算和識(shí)別，借助逆運(yùn)動(dòng)學(xué)原理獲取機(jī)器人關(guān)節(jié)區(qū)域數(shù)值，利用末端執(zhí)行部分完成對(duì)機(jī)器人位姿的控制。
2.3區(qū)域匹配
以依托區(qū)域的匹配方式為例，該技術(shù)主要是將圖像中某一位置的灰度區(qū)域當(dāng)作模板，在另一個(gè)圖像中尋找相似或相同的灰度值對(duì)應(yīng)分布區(qū)域，從而加強(qiáng)圖像之間的匹配度。依托區(qū)域的匹配方式中匹配關(guān)鍵是尺寸固定的圖像窗口，而判斷相似性的關(guān)鍵是度量值。
2.4提取圖像特征
系統(tǒng)工作臺(tái)背景和工作臺(tái)工件顏色差別較大，如果工件是黑色，則需要將該條件當(dāng)作識(shí)別工作的主要依據(jù)。若工件的邊緣灰度出現(xiàn)明顯變化的情況，則可以得出對(duì)象的邊界節(jié)點(diǎn)。在掃描線技術(shù)中，若掃描過程中灰度變化十分明顯，則該像素點(diǎn)是邊界點(diǎn)。此外，可以利用最小二乘方法，通過邊界點(diǎn)將其擬合成圓周，得出圓心區(qū)域。
3 系統(tǒng)動(dòng)作過程
3.1機(jī)器人標(biāo)定
在借助機(jī)器視覺技術(shù)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行引導(dǎo)前，需要對(duì)相機(jī)坐標(biāo)系和機(jī)器人完成標(biāo)定，建議使用“三點(diǎn)自動(dòng)標(biāo)定”方式，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行標(biāo)定操作，同時(shí)設(shè)置標(biāo)定工件的自動(dòng)模板，進(jìn)而為后續(xù)機(jī)器視覺技術(shù)控制和引導(dǎo)機(jī)器人系統(tǒng)操作提供技術(shù)支持。
3.2系統(tǒng)動(dòng)作流程
在運(yùn)行工位模塊時(shí)，需要借助可編程的plc控制器單元，結(jié)合鋰電池載流片系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)中氣缸、伺服電機(jī)、傳感器等裝置完成上料操作。同時(shí)，工業(yè)相機(jī)可以采集上料后鋰電池載流片的圖像，并分析處理圖像，實(shí)現(xiàn)特征識(shí)別、模塊匹配、定位計(jì)算物料、確定目標(biāo)位置，進(jìn)而將數(shù)據(jù)傳輸至機(jī)器人系統(tǒng)中，使機(jī)器人可以對(duì)鋰電池載流片完成科學(xué)的取放工作。