【摘 要】
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为了改善我国制鞋产业发展落后、生产环境恶劣等问题,提高制鞋业生产水平,加快产业智能化升级。本论文针对制鞋涂胶工艺设计了一套基于3D机器视觉的工业机器人自动涂胶系统,该系统包括由六轴工业机器人、机器人运动控制器和涂胶执行器组成的涂胶运动系统;由工控机、伺服传送带、激光线结构光三维传感器构成的3D视觉系统;并开发了基于Qt C++图形应用程序开发框架的涂胶机器人运动控制程序,主要应用于制鞋业智能化涂胶
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为了改善我国制鞋产业发展落后、生产环境恶劣等问题,提高制鞋业生产水平,加快产业智能化升级。本论文针对制鞋涂胶工艺设计了一套基于3D机器视觉的工业机器人自动涂胶系统,该系统包括由六轴工业机器人、机器人运动控制器和涂胶执行器组成的涂胶运动系统;由工控机、伺服传送带、激光线结构光三维传感器构成的3D视觉系统;并开发了基于Qt C++图形应用程序开发框架的涂胶机器人运动控制程序,主要应用于制鞋业智能化涂胶作业场合。本文主要内容包括:（1）机器人涂胶运动系统:为跟踪涂胶实验平台设计并搭建了包含硬件和软件部分的六轴涂胶机器人运动控制系统;对六轴涂胶机器人采用D-H参数法进行运动学建模,并针对机器人的正、逆运动学问题进行了深入讨论。最后基于MATLAB Robotics Toolbox工具箱,对涂胶机器人的正、逆运动学求解问题进行了仿真验证。（2）激光线结构光3D视觉系统:概述了3D机器视觉技术特点及应用,介绍了基于激光线结构光3D视觉系统的测量原理,设计并搭建了3D视觉系统扫描测试平台,并进行了扫描测试。（3）涂胶系统的参数标定:对3D视觉涂胶系统的内外参数标定原理进行了介绍和分析,编写了基于Halcon视觉库的涂胶系统标定程序,并进行了标定实验。最后获得了相机内参、激光器外参、机器人的手眼关系矩阵等一系列标定结果,为实现3D视觉系统的精确三维测量做好准备。（4）跟踪涂胶实验与分析:提出了具体的机器人跟踪涂胶的方法:包括涂胶轨迹的识别和规划方法,插补运动中机器人位姿调整的方法以及机器人传送带跟踪与标定的方法。设计并搭建了跟踪涂胶实验平台,最后进行了基于MATLAB的机器人轨迹规划仿真和涂胶实验,验证了论文所做的理论研究工作,并对实验结果进行了分析和总结。
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