基于圖形識(shí)別的噴涂機(jī)器人開發(fā)開題報(bào)告-文庫(kù)吧資料
2025-05-29 14:47本頁(yè)面
【正文】 （ 3）點(diǎn)云模型數(shù)據(jù)處理 通過(guò)光柵測(cè)量對(duì)工件數(shù)字化得到大連數(shù)據(jù)，作為點(diǎn)云。故選擇以光柵最低點(diǎn)紅外對(duì)射管作為原點(diǎn)，當(dāng)工件到達(dá)光柵的時(shí)刻開始建立直角坐標(biāo)系。通過(guò)逆向工程將三維的物理實(shí)體幾何信息數(shù)字化，得到相應(yīng)的信息提供后期軌跡規(guī)劃需要。所以，主 CPU 的工件識(shí)別內(nèi)容主要為將各個(gè)紅外對(duì)射管傳回的信號(hào)進(jìn)行整合處理，得到本次噴涂工件的長(zhǎng)度，寬度以及傾斜角度，供機(jī)器人軌跡規(guī)劃中作為依據(jù)。 基于逆向工程的工件形狀識(shí)別算法 在機(jī)器人對(duì)工件進(jìn)行噴涂之前，應(yīng)先由光柵測(cè)試系統(tǒng)得到工件相關(guān)數(shù)據(jù)。 為提升控制效率和質(zhì)量，考慮 STM32的強(qiáng)大運(yùn)算能力與 C語(yǔ)言的算法語(yǔ)言優(yōu)勢(shì)，故將軌跡規(guī)劃的算法放于 單片機(jī)控制 系統(tǒng)中進(jìn)行處理，將得到的控制信號(hào)給予主 PLC，后由 PLC對(duì)機(jī)構(gòu) 進(jìn)行 如 PID算法等的運(yùn)動(dòng) 控制，實(shí)現(xiàn)兩軸以上的聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)控制，從而實(shí)現(xiàn)大平面噴涂和快速切換作業(yè)面算法。 具體參見下圖 4， 7 圖 4 光柵控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 3. 光柵控制系統(tǒng)算法 噴涂機(jī)器人 算法控制以大面積噴涂的軌跡規(guī)劃，優(yōu)化表面噴涂質(zhì)量為主要目標(biāo)。光柵電路在主 CPU 控制下工作，并將采集到的圖形信息通過(guò)編碼方式傳入控制模塊的主 CPU。 控制系統(tǒng)的技術(shù)方案大致為：電源模塊由總供電電路中交流轉(zhuǎn)直流單元得到穩(wěn)壓直流12V 電壓，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換將電壓降到 5V 或 ，作為控制電路、傳感器 電路等各個(gè)模塊的工作電源。系統(tǒng)由光電傳感器構(gòu)成的光柵控制電路進(jìn)行樣本采集，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的識(shí)別處理，完成對(duì)噴涂機(jī)器人軌跡的規(guī)劃，進(jìn)而輸出控制信號(hào)來(lái)控制相應(yīng)噴涂機(jī)器人的運(yùn)行。所以需要在工件進(jìn)入噴涂車間之前進(jìn)行工件形狀的檢測(cè)，從而才能對(duì) 噴涂機(jī)器人平臺(tái)的運(yùn)行軌跡做出相應(yīng)的規(guī)劃，得到較好的噴涂效果。 具體如下圖 3， 6 圖 3 控制電路組成圖 同時(shí)為了使 24V 直流電供電部分和 220V 交流電供電部分降低干擾，本項(xiàng)目對(duì)布線箱做了合理有效的規(guī)劃。輸入主要由圖形識(shí)別電路，傳感器信號(hào)線路，手動(dòng)開關(guān)線路，驅(qū)動(dòng)器反饋線路，電機(jī)反饋線路，譯碼模塊反饋線路等構(gòu)成。同時(shí)在主線路中加入急停開關(guān)，在電路中加入報(bào)警電路等也是保護(hù)電路中的一部分，在整體設(shè)計(jì) 中有一定的體現(xiàn)。 具體如下 圖 2， 圖 2 供電電路組成圖 在供電電路的主支路以及重要用電器電源線路之間加入熔斷器。具體如下圖 1， 5 圖 1 電氣 設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖 供電電路部分主要提供 220V 交流電和 24V 直流電，其中 24V 直流電由 220V 交流電經(jīng)交流轉(zhuǎn)直流模塊輸出后得到。此外，考慮適當(dāng)選用國(guó)外知名品牌傳感器，配合執(zhí)行器定位，提高控制精度，并實(shí)現(xiàn)極限位置保護(hù)。 執(zhí)行器選型：為實(shí)現(xiàn)精確控制和定位，噴涂機(jī)器人初選用五軸伺服電機(jī)，根據(jù)各軸向機(jī)構(gòu)負(fù)載和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性設(shè)計(jì)，選用不同功率的電機(jī)。這樣的結(jié)構(gòu)布局，既能滿足機(jī)器人跟蹤懸掛生產(chǎn)線作業(yè)的需求，同時(shí)又具備遍歷各種工件的表面的噴涂能力，為多軸聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了必要條件。 1 驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的搭建 根據(jù)工件噴涂的作業(yè)要求，選用具有五軸驅(qū)動(dòng)功能的結(jié)構(gòu)。從而研發(fā)出低成本的大幅面多軸聯(lián)動(dòng)跟蹤式噴涂機(jī)器人，爭(zhēng)取達(dá)到使整個(gè)機(jī)器人的穩(wěn)定性和精確度都能與國(guó)外機(jī)器人設(shè)備一樣好的噴涂效果。 四、主要研究?jī)?nèi)容和要求達(dá)到的深度： 本項(xiàng)目研究的內(nèi)容主要是以 STM32 單片機(jī)系統(tǒng)作為核心，通過(guò)前段圖形識(shí)別 控制 系統(tǒng)得到所需噴涂工件的形狀，從而規(guī)劃出噴涂質(zhì)量較高的軌跡路線。 ，機(jī)器人
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