【正文】 出啟動(dòng)機(jī)械手乙指令共需2S2由B上方轉(zhuǎn)動(dòng)到C點(diǎn)上方3在C點(diǎn)上方下降4抓取目標(biāo)5在C點(diǎn)上升6轉(zhuǎn)動(dòng)到D點(diǎn)上方7下降到D點(diǎn)，8放下目標(biāo)9上升到D點(diǎn)上方10縮回到B點(diǎn)上方從上面可以看出，機(jī)械手甲動(dòng)作，到檢測(cè)完畢機(jī)械手乙動(dòng)作并在C點(diǎn)將目標(biāo)抓取到手后機(jī)械手甲開(kāi)始下一個(gè)動(dòng)作，完成了一個(gè)循環(huán)。4．3 機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)功能我們的檢測(cè)系統(tǒng)中整形機(jī)構(gòu)包括了多關(guān)節(jié)機(jī)械手和控制箱兩部分組成。等檢測(cè)結(jié)束之后，由另外一個(gè)機(jī)械手將目標(biāo)搬走，然后由原來(lái)的機(jī)械手繼續(xù)放料，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)循環(huán)。(5） 宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1) 機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車(chē)床、組合機(jī)床上使用較為普遍。H 形帶，帶輪轉(zhuǎn)速 最小齒數(shù) Z = I4 ，取Z=14傳動(dòng)比 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取小帶輪直徑 4 選擇帶長(zhǎng) = 查表659，同步帶長(zhǎng)GB1161689，取 5 傳動(dòng)中心距： （6） 選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬2 確定基準(zhǔn)額定功率 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取 轉(zhuǎn)速。二 用作傳動(dòng)帶1）傳遞名義功率： P = KW。對(duì)應(yīng)節(jié)距為 H ： s 40 3) 確定帶直徑和節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)1 由表669。也可以使用直邊齒形。在規(guī)定張緊力下，相鄰兩齒中心線(xiàn)的直線(xiàn)距離稱(chēng)為節(jié)距，以p表示。雙面帶又有對(duì)稱(chēng)齒型（DI）和交錯(cuò)齒型（DII）之分（見(jiàn)圖7–21）。傳動(dòng)噪音比帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)小，耐磨性好，不需油潤(rùn)滑，壽命比摩擦帶長(zhǎng)。 同步帶簡(jiǎn)介一、同步帶傳動(dòng)的特點(diǎn)及應(yīng)用同步帶傳動(dòng)具有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。我們的軸承在線(xiàn)檢測(cè)是大批量生產(chǎn)，要求檢測(cè)率高，機(jī)動(dòng)工時(shí)短， 自動(dòng)線(xiàn)的設(shè)計(jì)選用要點(diǎn)：1 按照生產(chǎn)批量或者生產(chǎn)率計(jì)算出所需的上料節(jié)拍，或者上料生產(chǎn)率，2 根據(jù)工件的類(lèi)型，尺寸，形狀，從必要性和可能性綜合考慮合理的自動(dòng)化程度，選用合理的送料、定向機(jī)構(gòu)。軟件主要包括對(duì)機(jī)械手控制程序的設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)圖像處理，控制機(jī)的指令設(shè)計(jì)。（4）機(jī)械手的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)；要求機(jī)械手為四軸聯(lián)動(dòng)，這樣，就對(duì)機(jī)械手的內(nèi)部構(gòu)造，動(dòng)力系統(tǒng)的控制同步技術(shù)等提出了一定的要求； 軸承缺損檢測(cè)系統(tǒng)的組成基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軸承缺損檢測(cè)系統(tǒng)總體上由硬件和軟件兩大部分組成由圖1我們可以看出，硬件裝置包括傳送裝置，機(jī)械手。.因此,大多數(shù)情況下,同步信號(hào)周期不是40ms的整倍數(shù),這樣在軸承被傳送到CCD圖像傳感器視場(chǎng)中心位置的瞬間,生產(chǎn)線(xiàn)發(fā)出同步信號(hào)通知計(jì)算機(jī)試圖采集此時(shí)的視場(chǎng)景物圖像,然而大多數(shù)情況下此時(shí)的視場(chǎng)景物并不能被捕獲到,實(shí)際獲取到的圖像大多數(shù)都是在中心位置之前或之后一段時(shí)間(不大于40ms)拍攝到的,即實(shí)際獲取到的圖像與中心位置的圖像發(fā)生了錯(cuò)位, ,這就需要把攝像區(qū)擴(kuò)大,以使目標(biāo)不會(huì)偏出,但也不能過(guò)分大,在實(shí)際檢測(cè)識(shí)別時(shí)就需要跟蹤這種錯(cuò)位導(dǎo)致的抖動(dòng)以捕獲到目標(biāo).（3）機(jī)械手跟生產(chǎn)線(xiàn)，CCD的同步問(wèn)題。5 以后，每隔4秒鐘，CCD獲取圖像一次。與生產(chǎn)線(xiàn)的同步通訊和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。被測(cè)軸承的各檢測(cè)項(xiàng)目信息處于特定的背景中,通過(guò)圖象預(yù)處理將其從中提取出來(lái),與設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)模板匹配,即對(duì)已有的模板與被檢測(cè)物體進(jìn)行分析,對(duì)兩個(gè)圖形的相似程度進(jìn)行度量,并返回圖形之間的相似度值,通過(guò)相似度值來(lái)判斷模板與被檢測(cè)物體是否相同或相似,同時(shí)將檢測(cè)結(jié)果及時(shí)報(bào)告或通訊給其它執(zhí)行系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承加工質(zhì)量的正確分類(lèi)(一定要求的正品和廢品)。③可以降低檢測(cè)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量的可信度。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)總體技術(shù)分析基于圖像識(shí)別技術(shù)的軸承檢測(cè)系統(tǒng)是提高精確化，高速化，自動(dòng)化檢測(cè)的重要方法，目前圖象檢測(cè)技術(shù)在諸如:液面和厚度的自動(dòng)檢測(cè)、焊縫自動(dòng)跟蹤、集成電路芯片焊點(diǎn)的自動(dòng)定位、零件表面壞損的自動(dòng)檢測(cè)、印刷電路板表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)等領(lǐng)域都已有較好的應(yīng)用。 課題研究?jī)?nèi)容基于機(jī)器視覺(jué)（圖像識(shí)別）的監(jiān)測(cè)技術(shù)在有些行業(yè)已經(jīng)得到較好的應(yīng)用，而且創(chuàng)造了極高的價(jià)值。 國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀目前我國(guó)大部分軸承產(chǎn)品加工企業(yè)，特別是一些中小規(guī)模的生產(chǎn)單位，對(duì)產(chǎn)品感官指標(biāo)的檢測(cè)還要借助于人的視覺(jué)和個(gè)人主觀(guān)判斷能力,因而占用了大量的人力,而且由于受到個(gè)人的視力、情緒、疲勞、光線(xiàn)等因素的影響,工作效率低,分選差異大。利用這一技術(shù)可以解決許多工業(yè)圖象檢測(cè)環(huán)節(jié)的問(wèn)題,以取代落后的人工檢測(cè),提高檢測(cè)效率和工業(yè)自動(dòng)化水平,構(gòu)成帶視覺(jué)環(huán)節(jié)的反饋控制系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展,許多傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)已不能滿(mǎn)足其需要,表現(xiàn)在:現(xiàn)代制造產(chǎn)品種類(lèi)有很大的擴(kuò)充,現(xiàn)代制造強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)、在線(xiàn)、非接觸檢測(cè),現(xiàn)代產(chǎn)品的制造精度大大提高?，F(xiàn)代制造業(yè)的進(jìn)步需要研究新型的產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)。視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)具有非接觸、速度快、精度合適、現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力強(qiáng)等突出的優(yōu)點(diǎn),能很好地滿(mǎn)足現(xiàn)代制造業(yè)的需求,在實(shí)際中顯示出廣闊的應(yīng)用前景。而且這種用肉眼檢測(cè)軸承接觸面的方法來(lái)測(cè)量齒面加工精度,這種檢測(cè)方法是不足以勝任的,因?yàn)闄z測(cè)質(zhì)量的結(jié)果依據(jù)各個(gè)檢測(cè)員而不同。針對(duì)目前軸承檢測(cè)過(guò)程中暴露出的問(wèn)題, 為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)約成本，我們必須建立一種全新的檢測(cè)技術(shù)，用以替代落后的人工檢測(cè)。因此通過(guò)光電技術(shù)、圖象識(shí)別處理技術(shù)及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等,對(duì)“對(duì)軸承的感官指標(biāo)進(jìn)行在線(xiàn)圖象檢測(cè)”的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究應(yīng)該是可行的。④可以面向所有的軸承產(chǎn)品,甚至其它的機(jī)械零部件；2．2 系統(tǒng)的工作原理軸承外表視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng),在線(xiàn)工作。因此,該視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)由下列子系統(tǒng)組成:光源和光學(xué)成像系統(tǒng)。輸出檢測(cè)結(jié)果系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)。而兩個(gè)機(jī)械手則實(shí)現(xiàn)放料，送料。當(dāng)?shù)匾粋€(gè)軸承到位以后，經(jīng)過(guò)傳感器的判斷，由控制機(jī)發(fā)出啟動(dòng)機(jī)械手甲的指令，當(dāng)甲手啟動(dòng)到位的時(shí)候，要求那個(gè)軸承也恰好到位，此時(shí)，機(jī)械手可直接抓去；當(dāng)機(jī)械手甲將目標(biāo)放到檢測(cè)位置時(shí)，控制機(jī)發(fā)出指令，CCD動(dòng)作。傳送裝置在機(jī)器中分為兩個(gè)區(qū)域:檢測(cè)區(qū)和分離區(qū)。因此整個(gè)系統(tǒng)包括：傳送線(xiàn)、 機(jī)械手、CCD攝像機(jī)、一些傳感器、控制電路，上位機(jī)、下位機(jī)等。3 當(dāng)上下料裝置的總體反感確定以后，應(yīng)作深入的分析和評(píng)價(jià)，一個(gè)好的輸送線(xiàn)應(yīng)該達(dá)到：1） 提高設(shè)備生產(chǎn)率，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；2）工作穩(wěn)定可靠，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音小，不會(huì)損傷工件，使用壽命長(zhǎng)；3）結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)化零部件，通用性好，易于制造，易于維修，成本低；傳送線(xiàn)的方式有很多種，照工作原理，又摩擦傳動(dòng)，齒形傳動(dòng)，嚙合傳動(dòng)，流體傳動(dòng)，電力傳動(dòng)等。 同步帶傳動(dòng)由于帶與帶輪是靠嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力（見(jiàn)圖7–21），故帶與帶輪間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。其主要缺點(diǎn)是制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴(yán)格。同步帶齒有梯形齒和弧形齒兩類(lèi)。節(jié)距是同步帶傳動(dòng)最基本的參數(shù)。以下是同步帶設(shè)計(jì)計(jì)算步鄹：計(jì)算項(xiàng)目單位公式及數(shù)據(jù)說(shuō)明設(shè)計(jì)功率PdkWPd=(k0+k1+k2)Pk0—工況因數(shù)，見(jiàn)表13158k1—張緊輪影響因數(shù)，見(jiàn)表13159k2—增速傳動(dòng)因數(shù)，見(jiàn)表13160P—傳動(dòng)功率，kW節(jié)距Pbmm根據(jù)Pb和n1，由圖1318選取n1—小帶輪轉(zhuǎn)速，r/min小帶輪齒數(shù)z1　z1≥zminzmin見(jiàn)表13161　小帶輪節(jié)圓直徑d1mm　帶速vm/s型號(hào)MXL，XXL，XLL，HXHXXHvmax40～5035～4025～30傳動(dòng)比i　n2—大帶輪轉(zhuǎn)速，r/min大帶輪齒數(shù)z2　z2=iz1　大帶輪節(jié)圓直徑d2mm　初定中心距a0mm(d1+d2)＜a0＜2(d1+d2)　初定帶的節(jié)線(xiàn)長(zhǎng)度Lop及其齒數(shù)zbmm按表13148，13149，13150，13151選取接近的Lp值及其齒數(shù)zb計(jì)算中心距ammα1—小帶輪包角小帶輪嚙合齒數(shù)zm　一般zm≥zm min=6額定功率P0kWTa—帶寬為bso的許用工作拉力，見(jiàn)表13164m—帶寬為bso的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m，見(jiàn)表13164帶寬bsmm按表13147選定bso—選定型號(hào)的基準(zhǔn)寬度，mm，見(jiàn)表13164kz—小帶輪嚙合齒數(shù)因數(shù)作用在軸上的力FrN　 同步帶的設(shè)計(jì)計(jì)算一 用作輸送帶（1）給出傳動(dòng)要求1）傳遞名義功率： P = KW。H 形帶，帶輪轉(zhuǎn)速 最小齒數(shù) Z = I4 ，取Z=36小帶輪直徑2 選擇帶長(zhǎng) 查表659，同步帶長(zhǎng)GB1161689，取 3 傳動(dòng)中心距： （4） 選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬1 確定基準(zhǔn)額定功率Z= 36 ， 轉(zhuǎn)速。2) 主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速=從動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 3) 原動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)4）運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間 每天24小時(shí)5) 中心距要求： a= 500mm（2）傳送帶的節(jié)距和型號(hào)1）計(jì)算設(shè)計(jì)功率 a) 由表661查的載荷的修正系數(shù)b) 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 2） 傳送帶型號(hào)和節(jié)距 由 。由表660，內(nèi)插法，H型帶基準(zhǔn)額定功率 。(2) 在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。(6) 軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。因此，由我們的設(shè)計(jì)任務(wù)可以得到，我們的檢測(cè)系統(tǒng)中需要兩個(gè)機(jī)械手。多關(guān)節(jié)機(jī)械手共有3個(gè)關(guān)節(jié)動(dòng)作和一個(gè)抓手動(dòng)作，使用二個(gè)步進(jìn)電機(jī)分別控制二個(gè)關(guān)節(jié)的動(dòng)作，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)電機(jī)控制手臂伸縮。則經(jīng)過(guò)以上的計(jì)時(shí)，我們可以知道計(jì)算得到一個(gè)循環(huán)的時(shí)間：甲手從啟動(dòng)到T=。則，從系統(tǒng)開(kāi)始工作，各個(gè)機(jī)器啟動(dòng)之后，他們的工作周期都是4s,即：每隔4s鐘動(dòng)作一個(gè)循環(huán)。手指式手部是以手指的張開(kāi)和閉合來(lái)抓持工件，它對(duì)抓取各種形狀的工件具有較大的適應(yīng)性，故應(yīng)用最廣。下面按類(lèi)別對(duì)設(shè)計(jì)難點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明手部：1 其手部抓持工件的迅速，準(zhǔn)確和牢固程度都將直接影響機(jī)械手的工作性能，根據(jù)手部所抓持工件的形狀、尺寸、重量、材料和表面狀況的不同，手部具有多種結(jié)構(gòu)型式。 4 應(yīng)該保證工件在手內(nèi)的準(zhǔn)確定位。臂部設(shè)計(jì)的難點(diǎn)1 剛度要好 要合理的選擇臂部的截面形狀和輪廓尺寸。電機(jī)的選取 我們采用了絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)機(jī)構(gòu)。升降，回轉(zhuǎn)，和俯仰運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)等都安裝在機(jī)身上。（2） 液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境，如溫度及其變化范圍、潮濕、振動(dòng)、沖擊、塵砂、腐蝕或者易燃等。C 計(jì)算或者選定液壓系統(tǒng)及元件的參數(shù)，包括：液壓執(zhí)行器尺寸和所需流量，泵的規(guī)格和驅(qū)動(dòng)功率，各種液壓元件的規(guī)格，管道尺寸和油管容量。P2—液壓缸回油腔背壓力，初算時(shí)按表估計(jì)：P2=~（1+50%~100%），估計(jì)P2=。液壓缸壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的壁厚。Py—實(shí)驗(yàn)壓力，~；[]—缸筒材料的許用應(yīng)力。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度增大，影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。由此可以得出： ≤110， 所以活塞桿滿(mǎn)足強(qiáng)度校核。類(lèi)型nLC一端固定，一端自由2L1一端固定，一端鉸接2L/21兩端鉸接1L兩端固定4L/2取一端固定。注：取液壓缸的機(jī)械效率= 底座的設(shè)計(jì)底座是整個(gè)機(jī)體重量的最終承受者，同時(shí)，機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)部分就是在在機(jī)作內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的?？倐鲃?dòng)比為： 其中， 對(duì)于底座傳動(dòng)帶的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：首級(jí)傳送帶： 1）傳遞名義功率： P = KW。H 形帶，帶輪轉(zhuǎn)速 最小齒數(shù) Z = I4 ，取Z=14 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取小帶輪直徑 6 選擇帶長(zhǎng) = 查表659，同步帶長(zhǎng)GB1161689，取 7 傳動(dòng)中心距： （8） 選擇標(biāo)準(zhǔn)帶寬4 確定基準(zhǔn)額定功率 按照標(biāo)準(zhǔn)帶輪齒數(shù)，取 轉(zhuǎn)速。一般棍子軸承的承載能力大于求軸承，并且承受沖擊載荷的能力強(qiáng)，所以載荷較大的工作場(chǎng)合，優(yōu)先選用棍子軸承。游動(dòng)支撐軸向不限位，可使軸在支撐上自由伸縮游動(dòng)，此時(shí)可用內(nèi)，外圈不可分的向心軸承在座孔內(nèi)游動(dòng)，也可以用內(nèi)，外圈可用的圓柱滾子軸承，其內(nèi)，外圈相對(duì)游動(dòng)。 聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中的一種常用軸系部件，它的基本功用是聯(lián)接兩軸，并傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。剛