孔轴装配是工业自动化装配中的常见任务,随着机器人技术的日益成熟,以机械手作为执行机构来实现自动化装配的方法具有效率高、安全可靠等众多优点,因此该方向成为控制学科研究的热点方向。毕业设计的题目为工业机械臂孔轴装配硬件平台的设计与实现。系统通过多个机械臂附属机械结构完成装配平台的搭建,由硬件系统和软件系统组成,其中硬件系统包括机械子系统、感知子系统、控制驱动子系统、接口电路及通信子系统。感知子系统介绍了视觉硬件感知系统,设计了电机运行感知电路,实现了电机检测和制动,保证了电机正常平稳运行,在控制与驱动系统中利用机械臂正逆向运动学以及笛卡尔空间插补对机械臂的运动轨迹规划进行了研究,对外围驱动电路进行了设计;在软件系统部分主要完成了整体框架的设计,对图像数据采集与处理运用空间域法对采集到的图像信息进行增强处理,使用Canny、Roberts、Prewitt、Sobe算子进行图像的边缘检测和比较,并基于哈夫变换进行了圆检测。对人机交互界面进行了适应性调整。最后对整个系统的功能进行了实验,结果通过系统平台的搭建,实现了无人化操作,安全可靠性地完成装配流程。在整个系统的设计过程中,以控制工程为学科背景,实现了对运动载体——机械臂的控制;以仪器科学为学科背景,搭建了系统的感知机构;以机械工程为学科背景,设计了装配系统的执行机构。进而完成了整个装配流程。装配系统采用工业摄像头等传感器组成的感知系统,结合对现场执行设备的运动控制,通过对六自由度机械臂的控制来实现孔轴装配。