工业自动化的发展，让机器人技术越来越多的应用到各类生产线上。相对于传统的人工分拣以及机器人示教分拣，通过视觉技术与机器人相结合的分拣，将提高识别速度和生产效率，使分拣更智能化，降低劳动成本。基于此，本文设计了基于机器视觉的机器人流水线分拣系统，首先对分拣系统总体结构进行了设计，同时，系统中机器视觉系统的应用详细的分析，对系统进行了软件控制流程设计及实验调试，结果表明，本文所设计的系统抓取精度较高，能够实现机器人自动化分拣功能，具备一定的使用价值。
目录
引言 1
一、分拣系统总体结构 2
二、分拣系统设计的硬件组成及工作原理 3
（一）机器视觉的控制方案 3
（二）机器视觉系统的硬件设计 3
（三）工业机器人选型及工作原理 9
（四）直线电机以及所需光电传感器 11
（六）I/O配置表 12
三、 TM6R500机器人与相机视觉标定 12
（一）LINKHOU TM6R500机械手工具坐标标定 12
（二）LINKHOU TM6R500机械手工件坐标系标定 13
（三）机械手与相机标定 14
四、 系统的软件控制流程 16
（一）TM6R500机械手与相机通讯程序 16
（二）TM6R500机械手分拣的部分程序 17
（三）LR4560六轴机械手程序 18
（四）整体系统的控制流程 19
五、 实验调试 20
总结 21
参考文献 22
致谢 23
引言
小型工件分拣作业是流水线生产工业中一项常见的工作任务，目的是可以将不同种类、不同形状的目标工件进行精确的分类处理，并且适用于分拣有质量缺陷的机械加工件。但是如果用人工操作的传统分拣方式来完成工业上流水线的分拣作业任务，不管是分拣成本还是分拣速度，与机器人分拣相比较来说并没有明显优势。就如今社会而言，人工流水线分拣已经慢慢不能够满足社会需求。
虽然工业机器人的特性是可以达到高强度、长时间的不间断工作，但是只采用工业机器人分拣作业会面临很多困难。就目前的实际应用场景中，很多机器 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
人是通过机器人离线编程或者是示教点位完成一些固定的操作，虽然可以提高工业自动化的整体水平，但是局限性大，仍然无法满足人们所需求的更加智能化的工业生产工作。所以为了能实现智能化分拣操作，机器人需要知道待分拣工件在皮带上运动时的实时位置信息以及工件类型，进而应给机器人安装能够传输图像、位置以及能代替传感器的设备，使机器人具备获取外部图像信息的能力，提升其适应性来满足分拣作业中种类繁多的机械加工零件的需求。
近年来，随着微电子、计算机和人工智能技术的快速发展，机器视觉技术随之出现，并且迅速发展。如今机器视觉技术应用广泛，其在工业上就有许多应用，例如在一些有污染或有危险的特殊环境中，机器视觉经常替代人眼用来进行识别和检测工作。相比于人工操作分拣来说，应用机器视觉的工业机器人能够实现非接触式分拣工作，对一些较为脆弱的工件达到无损伤地步，避免操作人员在一些较危险的工作环境中工作。同时，其还能够实现对工件的进行长时间分拣，不会受到工作疲劳等主观情绪的影响。基于机器视觉的工业机器人有助于信息集成化，将其应用于生产线上，对各种杂乱无章、形状各异的不同工件进行识别与定位，可有效实现分拣、管理、监控的一体化。本文则基于此，设计了基于机器视觉的机器人流水线分拣系统，对于工业分拣系统的创新发展有着一定的理论意义和实际价值。
一、分拣系统总体结构
本文主要是实验设计针对各种形状各异的不同工件进行识别与定位，通过机械手进行高速精拣的试验要求。根据试验要求，设计了一套性能稳定且优良的运动控制系统以及视觉控制系统，为整个系统实现自动化分拣提供重要保障。
本章节结合以上分拣系统需求，制定了各部分方案，包括系统的整体方案设计、循环运动控制系统的设计、机器视觉方案设计。
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图21 流水线总体结构图
图21为小型流水线分拣系统总体结构图，该系统硬件主要由由LINKHOU TM6R500机械手、LINKHOU LR4560机械手、两个大恒水星相机、两台直线电机、四个光电传感器、两个末端工具组成。
当不同工件在传送带上经过上相机视野范围内，工业相机会进行图像的采集处理分析，并对信息进行有效识别，同时动态的跟踪工件的位置，最后将计算好的点位信息发送到机器人寄存器中，为机器人提供运动依据。当目标到达机械臂运动空间内，机器人自动地调用寄存器中的数据，并根据此点位信息和自身的姿态，通过机器人底层算法计算规划出到达取料点的轨迹，抓取工件。成功抓取工件后，机器人运行到下相机拍照点，同理，通过相机补偿值，放入不同形状对应的料盘凹槽中。两个直线电机模组搭载两个料盘用于切换，当其中一个料盘满，更换另一个料盘。满的料盘会由直线电机运行到与六轴机械手对应位置，再由六轴机械手固定点位抓取放入传送带上，其中通过多种通讯方式，运用多机器人协助，实现运动控制系统的循环。
二、分拣系统设计的硬件组成及工作原理
本文设计所搭建的实验台为1m x 1.5 m，现场无噪声、污染。
（一）机器视觉的控制方案

图31 视觉系统控制原理图
为了达到对不同工件的快速定位并抓取，故本文选用补偿位置信息控制方式。该系统控制方式的原理图如图31所示，相机固定在机械手运动范围外避免干涉且容易采集图像。视觉系统依据相机所拍摄到的图像信息特征，通过机械手用户坐标与相机坐标，计算出工件目标相对于机械手的位置补偿，得出所需要的点位信息。最终通过总线将点位数据发送给机械手，从而实现机械手精确抓取。
（二）机器视觉系统的硬件设计
机器视觉系统是整个分拣系统的重要组成部分，合理的视觉设计方案是使机械手能够快速、精确分拣的关键因素。图32为视觉系统的硬件框图。


图32 机器视觉系统硬件框图
工业相机选型

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