视觉引导四轴工业机器人应用实训平台
工业机器人视觉引导系统设计
工业机器人视觉引导系统设计随着现代工业的发展，工业机器人在生产线上扮演着越来越重要的角色。
工业机器人的自动化以及高精度操作需求对其视觉引导系统的设计提出了更高的要求。
本文将探讨工业机器人视觉引导系统的设计原理、关键技术以及相关应用。
一、设计原理：工业机器人视觉引导系统是指利用计算机视觉技术，通过相机和图像处理算法对机器人进行引导和定位的系统。
其设计原理可以分为两个主要部分：图像采集和图像处理。
1. 图像采集：图像采集是工业机器人视觉引导系统的基础，主要通过相机获取现场图像。
相机的选择应根据具体应用场景和要求进行，包括分辨率、帧率、焦距等参数的考虑。
同时，还需考虑相机的安装位置、视野范围等因素，以保证采集到的图像满足后续图像处理的需求。
2. 图像处理：图像处理是工业机器人视觉引导系统的核心，通过对采集到的图像进行处理和分析，提取出所需的信息。
常见的图像处理技术包括边缘检测、图像分割、目标识别与定位等。
二、关键技术：1. 边缘检测：边缘检测是图像处理的基本技术，通过检测出图像中物体的边缘轮廓，为后续目标识别和定位提供基础。
常用的边缘检测算法有Sobel算子、Canny算子等。
2. 图像分割：图像分割是将图像划分成若干个连通区域的过程，可以将不同的物体分割开来，以便进行后续的目标识别和定位。
常见的图像分割算法有阈值分割、区域生长法等。
3. 目标识别与定位：目标识别与定位是工业机器人视觉引导系统的关键技术，通过对图像中的目标进行识别和定位，从而实现机器人的引导和操作。
常见的目标识别与定位算法有模板匹配法、特征匹配法等。
三、相关应用：1. 自动装配：工业机器人视觉引导系统在自动装配过程中发挥着重要作用。
通过对图像中的零件进行识别和定位，机器人可以准确地进行零件的抓取和装配操作，提高生产线的效率和精度。
2. 检测和质检：工业机器人视觉引导系统可以用于对产品的表面缺陷、尺寸偏差等进行检测和质检。
通过对图像中的产品进行分析，机器人可以及时发现问题并做出相应的处理，确保产品质量。
《HBHX-RCPS-C10型 工业机器人技术应用实训平台》系统说明书
《HBHX-RCPS-C10型工业机器人技术应用实训平台》系统说明书一、系统及其功能 (2)二、工业机器人系统 (5)2.1 HR20-1700-C10型工业机器人 (5)2.2外部工装 (6)2.3工业机器人的通信 (9)2.4示教器的使用步骤 (9)2.5安全护栏 (13)三、AGV机器人 (14)3.1 AGV结构 (14)3.2磁导条安装 (16)3.3 AGV操作步骤 (16)3.4电磁的保养与维护 (18)四、视觉系统 (19)4.1系统结构 (19)4.2 光源 (20)4.3 智能相机的安装 (21)4.4数字图像采集 (22)五、生产线系统 (31)5.1生产线结构 (31)5.2 控制系统结构 (32)5.3 控制系统程序 (36)六、立体仓库系统 (39)6.1 立库结构 (39)6.2 控制系统 (41)6.3 操作流程 (42)附录1 系统实物图 (45)附录2 HR20-1700-C10机器人机械使用维护手册 (45)附录3 HR20-1700-C10机器人电气维护手册 (45)附录4 HR20-1700-C10机器人编程手册 (45)附录5 x-sight使用手册 (45)附录6-1智能生产线网络系统拓扑图（施耐德版） (45)附录6-2智能生产线网络系统拓扑图（西门子版） (45)附录7-1 智能生产线电气图纸（施耐德版） (45)附录7-2 智能生产线电气图纸（西门子版） (45)附录8-1全国职院技能大赛工业机器人赛项函数说明书(施耐德版) (45)附录8-2全国职院技能大赛工业机器人赛项函数说明书(西门子版) (45)附录9 系统运行DEMO程序 (46)附录10工业机器人技术应用赛项平台程序 (46)附录11 HMI与PLC对接变量表 (46)《HBHX-RCPS-C10型工业机器人技术应用实训平台》系统说明书一、系统及其功能工业机器人技术应用实训平台由工业机器人、AGV机器人、托盘生产线、工件盒生产线、视觉系统和立体仓库等六部分组成，如图1-1所示，系统实物图见附录1。
基于Robotmaster的工业机器人虚拟仿真实验平台设计
基于Robotmaster的工业机器人虚拟仿真实验平台设计吕明珠【摘要】针对工业机器人实训课程中存在的实验资源不足、设备损耗较大、教学效果欠佳等问题,设计了基于Ro-botmaster的虚拟仿真实验平台.根据人才培养方案的需要,提出了构建虚拟实验平台的思路和总体框架,开发了多种典型实验项目,整合了零散的实验内容.实践结果表明,通过虚拟仿真和实际验证相结合的方式,优化了教学资源,改善了教学效果,提高了教学质量.该平台实用性强,紧密围绕工程实际,有利于培养学生的综合能力和创新意识,达到了校企间人才培养的深度融合.【期刊名称】《电气开关》【年(卷),期】2017(055)006【总页数】4页(P20-23)【关键词】Robotmaster;工业机器人;虚拟仿真;实验平台【作者】吕明珠【作者单位】辽宁装备制造职业技术学院自控学院,辽宁沈阳 110161;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870【正文语种】中文【中图分类】TP15;G7121 引言工业机器人作为机电一体化的典型设备，广泛应用于现代工业自动化的各个领域，尤其适用于焊接、搬运、机加和喷涂等重复性劳动强度高、工作环境差的场合[1-2]。
从2014年以来，中国已成为工业机器人需求增长最快的国家之一。
预计至2017年，我国机器人整体市场需求量约11.5万台，同比增长25%[3-4]。
随着中国工业机器人市场的强势发展，高素质高技能专门人才的短缺已经成为产业发展的瓶颈。
目前，辽宁装备制造职业技术学院正致力打造工业机器人人才培养体系，有目的地为企业输送服务于生产第一线岗位的工业机器人应用型人才。
为了与企业实现零距离对接，学院开发了相应的实训课程，这就需要有配套的实训环境作保障。
而建立一个优质的工业机器人实训室不仅需要购置机器人本体，还需要配备必要的外围设备，如气动装置、检测系统、送料机构等，这使得实验室的投入成本大大增加。
同时，还要考虑到实验过程中的物料设备损耗以及人身安全等因素。
DLDS-3717 工业机器人技术应用系统(2019-7-30)
目录一、背景技术 (3)二、设备概述 (3)三、设备组成 (4)（一）基于机器人自动上下料的指尖陀螺压装生产工作任务.错误!未定义书签。
（二）数字键盘全自动装配生产线工作站........................ 错误!未定义书签。
（三）基于双机器人协同的无线鼠标装配任务................ 错误!未定义书签。
（四）工件全自动打磨工作站任务 .................................... 错误!未定义书签。
（五）机器人全自动礼品包装工作站任务........................ 错误!未定义书签。
（六）多品种物料转运及码垛工作站任务........................ 错误!未定义书签。
（七）书签全自动分拣工作站 (49)四、系统主要技术参数 (9)五、系统详细配置列表 (60)1六、系统平台软件 (69)七、可完成的竞赛设计任务 (72)DLDS-3717 工业机器人技术应用实训系统技术文件2一、背景技术当前国内、外工业机器人实训平台，工业机器人完成的功能均较单一，只能完成固定的任务和动作流程，学员无法在同一个训练平台上学习、训练工业机器人其它任务及动作，造成学校和培训机构重复购置功能相近的平台或设备，形成投资浪费，学员的技能也无法得到多方面训练与提高。
二、设备概述本系统采用模块化、开放式设计，由工业机器人基础实训台和集成训练模块组成；其中，工业机器人基础实训台主要由六轴机器人、四轴机器人、工业视觉相机、移动输送系统AGV、PLC控制单元、触摸屏等组成，主要功能为完成各种集成训练模块产品的传输、识别、装配、检测与入库任务；集成训练模块根据装配任务的不同，分为七个训练模块，分别为：指尖陀螺34压装模块、数字键盘全自动装配模块、双机器人协同的无线鼠标装配模块、工件全自动打磨模块、机器人全自动礼品包装模块、多品种物料转运及码垛模块和书签全自动分拣模块。
基于视觉的智能搬运机器人实验平台
• 49•为提升搬运机器人的智能化程度和可靠性，增强智能搬运机器人和视觉技术的结合能力，根据企业的生产需求，基于实验室的科研项目，实现将视觉技术、搬运机器人和无线控制网相结合，设计了一种智能搬运机器人的实验平台。
使用STM32F103作为智能搬运机器人的核心控制板，利用视觉完成路径的识别和目标物体的识别，通过ZigBee无线通信技术实现上位机和主控制的通信，并在上位机中设计控制界面显示智能搬运机器人的运行状态。
实验表明，智能搬运机器人能够完成路径和目标物的寻找、抓取和搬运功能，上位机界面能够实现对智能机器人的监控。
随着科技的发展，智能搬运机器人在智能制造行业扮演了一个重要的角色，生产过程也对智能制造行业提出了很高的要求。
传统的离线编程搬运机器人需要按照固定路径进行工作，已经不再适用新的环境，因此目前好多科研院和各大高校针对搬运机器人进行设计研发。
文献（李海,王星驰,田英杰.基于STM32F4的智能分拣机器人设计与实现）结合视觉处理设计了基于STM32F4的智能分拣机器人，系统实现了可以精准识别目标物体，可进行大量包裹智能分拣工作。
文献（徐青青.基于机器视觉的工业机器人智能分拣系统设计）提出了基于机器视觉的工业机器人智能分拣系统，能够识别分拣物体种类并且获取物体的位姿。
文献（王启宁,蔡轲.基于android 的室内路线引导APP的设计）设计一款室内路线引导APP，所开发的软件可帮助用户在陌生的大型室内环。
文献（陈金舰.多自由度机器人机械手臂结构设计方法研究）设计了多自由度机器人机械手臂，手臂能够灵活的做自由运动。
综合以上的文献，为提升搬运机器人的智能化程度和可靠性，增强学生对搬运机器人和视觉技术的应用能力，结合实验室承担的实验项目，本文拟设计了一种以STM32为核心处理器，同时利用视觉实现路径与目标物体识别，设计了智能搬运机器人实验平台，实验证明，该系统鲁棒性较好，定位准确，动作灵活，符合技术的要求，为实现未来自动化物流和减少工人的劳动量具有一定的引导作用。
机器视觉技术与应用实战-机器人视觉引导理论基础
三维图像传感器点云数据图
《机器视觉技术与应用实战》
第二节 机器人3D引导视觉
（二）手眼标定原理
① 三维坐标系位置点描述
三维坐标系点 P 的位置由它的三个坐标 ( X P ,YP , ZP ) 来描述。例如，摄像机坐标系中的
点 P 的坐标（由字母 C 表示）和世界坐标系（以字母 W 表示）将被写成：
机器视觉与机器人的坐标系变换即“手眼标定”把机器人和视觉在空间上关联起来。标定是 机器人引导过程中坐标系变换最为关键的一个步骤，标定的好坏直接决定了定位的准确度和精 度。在做手眼标定之前，需要对图像进行标定，完成对图像的畸变矫正，这也称为相机的标定。 相机标定的作用是校正镜头的畸变、将图像的像素单位转换成毫米、计算图像坐标系与世界坐 标系的夹角。相机标定之后就是手眼标定（相机与机器人之间的标定），主要是坐标系变换。 坐标变换分为三个步骤，第一步是坐标系转换，第二步是旋转中心查找，第三步是综合坐标系。
使用相对位置标定是由于图像坐标系与机器人坐标系的原点不重合如图所示，且输出坐标需要是绝对位置坐标时， 就需要进行坐标转换。
相对位置坐标关系示意图
假设P1点为旋转中心：
P1在机器人坐标系下的值 PW1( XW1,YW1)
P1在图像坐标系下的值 P（1 X i1，Yi1） P2在图像坐标系下的值 P2 ( X i2 ,Yi2 )
旋转中心的计算：取圆周上的三点或两点和夹角，通过几何公式即可求得圆心坐标，其中圆心坐标即为旋转中心 的坐标。例如：下图所示，已知P2和P3为圆周上的两点、夹角，即可求出P1点（旋转中心）的坐标。
旋转中心查找标定关系图
《机器视觉技术与应用实战》
第一节 机器人2D引导视觉
3、综合坐标系变换
当机器视觉的图像坐标系与机器人的坐标系转换标定完成，同时也查找到了机器人的旋转中心坐标后，就可以进 行机器视觉与机器人定位引导数值的综合转换即相对位置标定与坐标的旋转偏移。
HBHX-RCPS-C10 “工业机器人技术应用”竞赛平台认知工业机器人技术应用竞赛平台认知
HBHX-RCPS-C10 “工业机器人技术应用”竞赛平台认知一、系统组成1.硬件组成“工业机器人技术应用”竞赛在“工业机器人技术应用实训平台”上进行，该设备由工业机器人、AGV 机器人、托盘流水线、装配流水线、视觉系统和码垛机立体仓库等六大系统组成，如图1所示。
图1 竞赛平台结构图系统的主要工作目标是实现机器人关节的混流生产，基本流程为：码垛机从立体仓库中取出工件放置于AGV 机器人上部输送线，通过AGV 机器人输送至托盘流水线上，通过视觉系统对工件进行识别，然后由工业机器人进行混流生产，生产完成后，再反向入库。
机器人关节由4个工（部）件组成，分别是关节底座、电机、谐波减速器和输出法兰。
关节底座、电机、谐波减速器和输出法兰各有8种类型，谐波减速器和输出法兰存在次品。
各工（部）件颜色与类型如图2所示，次品颜色类型如图3所示。
机器人控制柜主控柜码垛机器人控制柜立体仓库码垛机器人AGV小车磁条托盘流水线装配流水线防护栏托盘回收仓工业机器人智能相机（a）黑色工件（b）红色工件（c）黄色工件图2 合格工件（a）黑色缺陷件（b）红色缺陷件（c）黄色缺陷件图3 缺陷工件从图2所示的合格工件中选取2种类型的关节底座、2种类型的电机、2种类型的谐波减速器和2种类型的输出法兰，共8种类型的工件。
各种类型工件的代号见表1。
托盘结构以及托盘放置工件的状态如图4所示，托盘两侧设计有档条，两档条的中间区域为工件放置区。
图4 待装配的工件放置于托盘中的状态系统中托盘流水线和工件装配生产线工位分布如图5所示。
图5 托盘流水线和装配流水线工位分布装配流水线如图6所示。
由成品库G7、装配工位G8和备件库工位G9三个部分组成。
定义成品库G7工位的工作位置为装配流水线回原点后往中间运动200mm的位置；装配工位G8的工作位置为在装配流水线中间位置；备件库G9工位的工作位置为装配流水线回原点后往中间运动200mm的位置。
图6 装配流水线装配工位配置有四个定位工作位，按图6规定为1号位、2号位、3号位和4号位。
工业机器人典型应用实训室介绍
工业机器人典型应用实训室介绍工业机器人是一种用于自动化生产的高科技设备，广泛应用于汽车制造、电子制造、食品加工、医药制造等领域。
为了培养学生对工业机器人的理论知识与实际操作能力，学校通常会建立工业机器人典型应用实训室。
下面将详细介绍一下这样一个实训室的具体情况。
1. 实训室概况工业机器人典型应用实训室是一个专门用于培养学生工业机器人操作与应用技能的实践场所。
该实训室通常包括工业机器人操作区、模拟生产线区、智能控制台区、监控与管理区以及实验台区等多个功能区域。
实训室的环境布置以模拟真实工业厂房为原则，以便学生能够更好地适应未来工作环境。
2. 实训设备实训室中的主要设备是各类工业机器人，包括多关节机械臂、SCARA机器人、Delta机器人等。
这些机器人通常由不同的厂商提供，以便学生能够熟悉并掌握多种品牌和型号的机器人操作。
实训室还配备了各种传感器、视觉系统、控制器、夹具、工件等配套设备，以模拟真实生产过程。
3. 实训内容在实训室中，学生将学习工业机器人的基本原理、结构、控制系统、编程方法等基础知识，同时还将进行工业机器人的实际操作训练。
实训内容包括自动化生产线的调试与运行、工件的抓取与放置、焊接、搬运、喷涂等多种应用场景，在这些操作中学生将学会如何使用不同类型的机器人完成不同的工艺任务。
4. 实训项目为了更好地让学生掌握工业机器人的应用技能，实训室通常设计了一系列实训项目，包括单机器人操作项目、多机器人协作项目、智能化生产线项目等。
学生将根据项目要求进行工业机器人编程、调试、运行等操作，通过实际操作训练掌握工业机器人应用的技能。
5. 实训效果通过在工业机器人典型应用实训室中的学习，学生将能够获得应对工业自动化生产的基本技能，包括工业机器人的操作、编程、故障排除与维护等。
学生还将培养工业自动化生产的工作态度和团队协作能力，为未来的工作做好充分的准备。
工业机器人典型应用实训室是学校为了培养学生工业自动化生产技能而设立的重要教学场所。
工业机器人集成应用综合实训报告
工业机器人集成应用综合实训报告
一、实训目的
本次实训旨在通过对工业机器人系统的集成应用，提高学生对工业智能化与自动化控制相关知识的理解与掌握，以及对工业机器人系统的运作原理、编程、调试和维护等方面的能力。
二、实训内容
（一）实训环境
本次实训采用的是ABB机器人系统，具体配备如下：
1.机器人ARM机器人710-3
2.控制器IRC5
3.编程软件RobotStudio
4.示教器FlexPendant
5.视觉软件功耗Vision
6.固定夹具和压力传感器
（二）实训任务
1.机器人系统概述
了解ABB机器人系统的概况、功能和特点等方面的内容，加深对机器人系统的基本认识。
2.机器人控制器与FlexPendant的使用
熟练运用机器人控制器与FlexPendant进行机器人的基础操作，如机器人的开启、关闭、示教、速度调节、应力校正等。
3.机器人编程（灵活编程和线性编程）
利用RobotStudio进行灵活编程和线性编程，实现机器人在不同场景下的应用，例如：机器人在汽车厂线上进行零件加工，机器人在仓储管理中进行自动化搬运等。
4.视觉引导系统与机器人集成应用
利用Vision软件和机器人系统的集成应用，实现工件识别和重定位等功能。
5.机器人系统维护与保养
学会机器人系统的常见故障排查和维护方法，实现机器人的正常运转，延长机器人的使用寿命。
三、实训效果
通过本次实训，我们学到了丰富的知识和技能，提高了应用机器人系统进行工业智能化与自动化控制的能力。
同时，我们还在实训中体会到了团队协作的重要性，相信这些能力和经验将为我们未来的就业和学习带来实实在在的帮助。
《机器视觉技术应用》课程标准
《机器视觉技术应用》课程标准一、适用对象本标准适用三年制高职或职业本科学生。
二、适用专业智能机电技术、智能控制技术、电气自动化技术、工业机器人技术、机电一体化技术三、课程定位本课程是智能机电技术、智能控制技术、电气自动化技术、工业机器人技术、机电一体化技术的专业核心课程。
本课程是智能机电技术、智能控制技术、电气自动化技术、工业机器人技术、机电一体化技术专业人才培养目标和相关职业岗位（群）的能力要求而设置的，对本专业所面向的通用设备制造业、专用设备制造业的智能制造工程技术人员、设备工程技术人员、电气工程技术人员职业群等所需要的知识、技能和素质目标的达成起支撑作用。
在课程设置上，前导课程有《传感器与检测技术》、《Python程序设计》、《电气控制与PLC应用技术》、《组态技术应用》，后续课程有《自动线安装与调试》、《数字孪生与虚拟调试》、《毕业设计》、《顶岗实习》等，相互之间衔接得当。
四、课程目标总体目标通过本课程的学习，使学生全面了解和掌握机器视觉技术的基础知识和应用技能。
通过学习数字图像处理、机器视觉系统、软件工具以及各种实际应用案例，学生将能够理解机器视觉的起源和发展，熟悉相机、镜头、光源等硬件设备的选型和使用，掌握数字图像处理的基本方法和技术，熟练使用机器视觉软件进行图像处理和分析，并具备机器视觉识别、测量、检测和引导定位等方面的能力。
通过这门课程的学习，为将来从事机器视觉领域的工作或研究奠定坚实的基础。
1、知识目标学习机器视觉技术的基本原理、数字图像处理的基础知识以及机器视觉系统的组成和工作原理。
了解不同类型的图像处理算法和识别方法，并学会使用常见的机器视觉软件工具。
通过这些知识的学习，将对机器视觉技术有一个全面的了解，并能够应用于实际问题的解决中。
2、技能目标掌握数字图像处理的基本操作技巧，包括图像采集、预处理、特征提取和分类等。
学会使用各种机器视觉软件工具进行图像处理和分析，并能够设计和实现简单的机器视觉系统，能够独立完成机器视觉相关的项目任务。
广州数控设备有限公司 GSK03A1型工业机器人智能制造实训平台 使用说明书
为保证产品安全、正常与有效地运行工作，请务必在安装、使用产品前仔细阅读本操作说明书（以及本实训平台内其它设备专用的说明书）。
在本产品使用说明书中，我们将尽力叙述各种与该产品使用相关的事项。
限于篇幅限制及产品具体使用等原因，不可能对产品中所有不必做和/或不能做的操作进行详细的叙述。
因此，本产品使用说明书中没有特别指明的事项均视为“不可能”或“不允许”进行的操作。
说明书中的图及照片，为代表性示例，可能与所购买产品不同。
本产品使用说明书的版权，归广州数控设备有限公司、广州市广数职业培训学院所有，任何单位与个人进行出版或复印均属于非法行为，广州数控设备有限公司、广州市广数职业培训学院将保留追究其法律责任的权利。
IGSK03A1型工业机器人智能制造实训平台使用说明书II前言尊敬的客户：对您惠顾选用广州数控设备有限公司GSK03A1型工业机器人智能制造平台（简称实训平台）产品，本公司深感荣幸与感谢！为了保证产品安全、正常与有效地运行，请您务必在安装、使用产品前仔细阅读本产品使用说明书。
安全警告操作不当将引起意外事故，必须要具有相应资格的人员才能使用、操作本产品。
安全警告、安全责任III安 全 警 告警 告 在对本产品进行编程和操作之前，必须详细阅读本产品以及厂商的使用说明书，严格按照手册与说明书等的要求进行相关的操作，否则可能导致产品、机床损坏、工件报废甚至人身伤害。
安 全 警 告本使用说明书提示工业机器人的所有操作者必须完成相关的培训，并仔细阅读操作说明书等相关使用文件，必须要具有相应资格的人员才能操作本控制装置。
对《工业机器人GR-C 控制系统操作说明书》及本使用说明书中所列出的警告、小心、强制性的行动和禁令必须执行。
如果机器人移动方向不小心弄错，将有可能导致操作人员和其他人员受伤，以及设备损坏。
随时确认设备的正常运行是非常重要的。
注 意 本使用说明书描述的产品功能、技术指标（如精度、速度）仅针对本产品，安装了本产品的设备，实际的功能配置和技术性能由设备制造厂商的设计决定，设备功能配置和技术指标以厂商的使用说明书为准。
工业机器人中的视觉导引技术在装配中的应用研究
工业机器人中的视觉导引技术在装配中的应用研究随着工业机器人技术的发展，视觉导引技术在装配过程中的应用越来越受到关注。
视觉导引技术能够为机器人提供高精度的视觉引导，使其能够更加准确地进行零件的拾取、定位和装配等操作。
本文将对工业机器人中的视觉导引技术在装配中的应用进行研究和探讨。
首先，视觉导引技术在工业机器人装配过程中的应用可以极大地提高装配的精度和效率。
通过视觉导引技术，机器人可以实时获取零件的位置、姿态等信息，并根据预先设定的装配路径将零件精确地放置在目标位置。
相比传统的方式，使用视觉导引技术可以避免由于传感器误差或装配任务的复杂性而导致的错误装配，提高了装配的准确性和稳定性。
其次，视觉导引技术还可以实现对装配过程的实时监控和质量控制。
通过在装配过程中使用视觉传感器对零件进行检测，可以实时地监测装配过程中的缺陷、错位等问题，并及时采取相应措施进行修正。
这样可以减少因装配错误而造成的废品率，提高生产效率和产品质量。
此外，视觉导引技术还可以应用于复杂装配任务的自动化。
传统的自动化装配系统常常面临复杂零件形状、多零件组装等问题，导致装配效率低下。
而视觉导引技术可以通过对复杂零件形状的分析和识别，实现对装配任务的自动化处理。
通过对零件的图像进行处理和识别，机器人可以准确地判断零件的类型、位置和方向，从而自动完成装配任务，提高装配效率。
除了在装配过程中的应用，视觉导引技术还可以为工业机器人提供更加灵活和智能的操作能力。
通过对环境的感知和分析，机器人可以根据环境的变化而做出相应的调整和决策。
例如，在零件形状发生变化或排列顺序发生变动时，机器人可以通过视觉导引技术实时地对环境进行感知，并自动调整装配策略，保证装配的准确性和稳定性。
此外，视觉导引技术还可以与其他装配技术相结合，进一步提高装配效率和质量。
例如，可以将视觉导引技术与力控技术相结合，实现对装配时零件的拾取力和姿态的控制，从而减小由于握取不稳或力度不当而导致的零件损坏和装配错误。
康耐视工业机器视觉基础及应用六(视觉引导机器人操作与应用)
康耐视工业机器视觉基础及应用模块六视觉引导机器人操作与应用任务一视觉引导机器人简介【学习目标】1.了解视觉引导机器人的作业、功能与优势。
2.了解视觉引导机器人的调试步骤。
【相关知识】视觉引导与定位是工业机器人应用领域中广泛存在的问题。
对于工作在自动化生产线上的工业机器人来说，其完成最多的一类操作是“抓取－放置”动作。
为了完成这类操作，对被操作物体定位信息的获取是必要的，首先机器人必须知道物体被操作前的位姿，以保证机器人准确地抓取；其次是必须知道物体被操作后的目标位姿，以保证机器人准确地完成任务。
在大部分的工业机器人应用场合，机器人只是按照固定的程序进行操作，物体的初始位姿和终止位姿是事先规定的，作业任务完成的质量由生产线的定位精度来保证。
为了高质量作业，就要求生产线相对固定，定位精度高，这样的结果是生产柔性下降，成本却大大增加，此时生产线的柔性和产品质量是矛盾的。
视觉引导与定位是解决上述矛盾的理想工具。
工业机器人可以通过视觉系统实时地了解工作环境的变化，相应调整动作，保证任务的正确完成。
这种情况下，即使生产线的调整或定位有较大的误差也不会对机器人准确作业造成多大影响，视觉系统实际上提供了外部闭环控制机制，保证机器人自动补偿由于环境变化而产生的误差。
理想的视觉引导与定位应当是基于视觉伺服的。
首先观察物体的大致方位，然后机械手一边运动一边观察机械手和物体之间的偏差，根据这个偏差调整机械手的运动方向，直到机械手和物体准确接触为止。
但是这种定位方式在实现上存在诸多困难。
直接视觉引导与定位是一次性地对在机器人环境中物体的空间位姿进行详细描述，引导机器人直接地完成动作。
与基于视觉伺服的方法相比，直接视觉引导的运算量大大减少，为实际应用创造了条件，但这必须基于一个前提：视觉系统能够在机器人空间中（基坐标系中）精确测定物体的三维位姿信息。
视觉引导机器人(VGR) 优势：1、减少昂贵的高精度固定设备。
2、无需工具转换即能处理多种类型的工件。
机器人视觉系统实训报告
一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术逐渐成为工业自动化领域的重要分支。
机器人视觉系统作为机器人感知外界环境的关键技术，其在工业生产、物流搬运、医疗辅助等领域的应用日益广泛。
为了深入了解机器人视觉系统的原理与应用，我们进行了为期一周的实训，以下是对本次实训的总结报告。
二、实训目的与内容1. 实训目的（1）掌握机器人视觉系统的基本原理和组成；（2）熟悉机器视觉软件的操作和图像处理方法；（3）了解机器人视觉系统的应用场景和案例；（4）培养动手实践能力和团队协作精神。
2. 实训内容（1）机器人视觉系统基本原理：学习机器人视觉系统的组成、工作原理和常用算法；（2）机器视觉软件操作：掌握机器视觉软件的使用方法，包括图像采集、处理、特征提取等；（3）图像处理方法：学习图像处理的基本方法，如滤波、边缘检测、形态学操作等；（4）机器人视觉系统应用案例：了解机器人视觉系统在工业生产、物流搬运、医疗辅助等领域的应用案例；（5）动手实践：通过搭建机器人视觉系统，进行图像采集、处理、特征提取等操作，实现机器人视觉系统的基本功能。
三、实训过程1. 实训环境本次实训在XXX实验室进行，实验室配备了机器人视觉系统实训平台，包括工业机器人、视觉检测系统、基础工作台、PC平台等。
2. 实训步骤（1）熟悉实验室环境和设备，了解机器人视觉系统实训平台的结构和功能；（2）学习机器人视觉系统的基本原理，包括组成、工作原理和常用算法；（3）学习机器视觉软件的使用方法，包括图像采集、处理、特征提取等；（4）学习图像处理的基本方法，如滤波、边缘检测、形态学操作等；（5）搭建机器人视觉系统，进行图像采集、处理、特征提取等操作；（6）测试机器人视觉系统的基本功能，如物体识别、定位、跟踪等；（7）分析实验结果，总结实训经验。
四、实训成果通过本次实训，我们取得了以下成果：（1）掌握了机器人视觉系统的基本原理和组成；（2）熟悉了机器视觉软件的操作和图像处理方法；（3）了解了机器人视觉系统的应用场景和案例；（4）培养了动手实践能力和团队协作精神。
机器人的视觉导航引导方法
机器人的视觉导航引导方法人工智能领域的快速发展为机器人技术的提升创造了巨大的机会。
机器人的导航技术是其中的重要组成部分，而视觉导航引导方法则是机器人导航的关键环节。
本文将探讨机器人使用视觉导航引导方法的原理和应用。
1. 引言在过去的几十年里，机器人技术不断发展，从最初的工业机器人到现在的服务机器人，已经在各个领域展示了强大的潜力。
然而，机器人的导航能力仍然是一个挑战，尤其是在复杂的环境中。
视觉导航引导方法通过模拟人类的视觉系统，为机器人提供了一种高效并且准确的导航方式。
2. 视觉导航引导方法的原理视觉导航引导方法主要依赖于机器人的视觉系统。
机器人使用搭载了相机或激光传感器的设备，获取环境中的图像或点云数据。
通过对这些数据的处理，机器人可以获取环境的信息，并且根据事先设定的导航规则进行导航。
2.1 图像处理图像处理是视觉导航引导方法的重要环节。
机器人通过图像处理的方式，将环境中的图像转化为数字信号，从而进行分析和理解。
图像处理技术包括图像滤波、边缘检测、目标识别等等。
这些技术为机器人提供了感知环境的能力。
2.2 特征提取和匹配在视觉导航引导过程中，机器人需要将环境中的特征提取出来，并且与事先建立的地图进行匹配。
特征可以是线条、角点、颜色等等。
通过特征提取和匹配，机器人可以确定自身的位置，并且进行路径规划。
2.3 路径规划路径规划是视觉导航引导方法中的重要一环。
机器人需要根据当前的位置和目标位置，找到一条最优的路径在环境中移动。
路径规划算法可以根据环境的不同而有所不同，包括A*算法、Dijkstra算法等等。
机器人可以通过不断的迭代来优化路径规划的结果，从而实现更加高效的导航。
3. 视觉导航引导方法的应用视觉导航引导方法在各个领域都有广泛的应用。
以下是几个典型的应用场景：3.1 无人驾驶汽车无人驾驶汽车是视觉导航引导方法一个重要的应用。
通过搭载了大量传感器和相机的汽车，可以感知和理解周围的道路和交通情况，从而进行自动驾驶。
基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统设计
基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统设计一、本文概述Overview of this article随着工业自动化技术的不断发展，工业机器人在生产线上的应用越来越广泛。
其中，定位抓取系统是工业机器人的重要组成部分，其准确性和稳定性直接影响到生产效率和产品质量。
本文旨在设计一种基于视觉引导的工业机器人定位抓取系统，以提高工业机器人的智能化水平和抓取精度。
With the continuous development of industrial automation technology, the application of industrial robots on production lines is becoming increasingly widespread. Among them, the positioning and grasping system is an important component of industrial robots, and its accuracy and stability directly affect production efficiency and product quality. This article aims to design a visual guided industrial robot positioning and grasping system to improve the intelligence level and grasping accuracy of industrial robots.本文首先介绍了工业机器人在现代工业生产中的应用及其重要性，并指出了定位抓取系统在设计中的关键性。
接着，阐述了基于视觉引导的定位抓取系统的基本原理和优势，包括通过摄像头捕捉目标物体的图像信息，利用图像处理算法提取目标物体的特征，并通过机器人控制系统实现精准定位与抓取。
视觉引导工业机器人伺服控制系统设计
视觉引导工业机器人伺服控制系统设计发表时间：2019-07-16T17:30:39.057Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：李干1 王延敏2[导读] 视觉引导的工业机器人的关键技术有：手眼标定、目标追踪、运动控制、实时反馈。
（1.宁波均普工业自动化有限公司浙江省宁波市 315100；2.宁波新松机器人科技有限公司浙江省宁波市 315100）摘要：视觉引导的工业机器人的关键技术有：手眼标定、目标追踪、运动控制、实时反馈。
其中手眼标定和目标追踪是机器人通过相机获得目标信息、实现精准运动的重要步骤。
机器人与视觉技术相融合的首要环节是手眼标定，手眼标定的精度会直接影响机器人的工作任务。
关键词：工业机器人；手眼视觉伺服；控制系统设计引言视觉引导工业机器人控制系统是指机器人的控制系统通过视觉（一般为工业相机）采集图像特征，且比较变换样本图像特征信息并且进行提取，利用基于图像的视觉伺服方法来完成对系统目标动态响应跟随的控制任务的一套系统。
与国外视觉引导机器人伺服研究相比，国内研究的虽然起步较晚，但处于高速发展研究阶段，国内各大科研院所也获得较为丰硕的科研成果，且实际的工业现场已有应用。
简介视觉引导机器人系统的主要构成。
机器人视觉系统分类，从视觉检测装置的安装位置的角度可以分为眼在手上和眼在手外两种系统结构。
眼在手上的结构形式是将摄像机固定在机器人执行器末端，这种结构根据机器人向目标物体运动时，安装在机器人末端的摄像机能够对目标物体逐步逼近，这种方式对于目标定位精度高。
但是这类结构也存在结构上的缺点，对于机器人本体的位姿信息无法获取，并且在整个系统运行过程中无法保证目标物体一直处于相机视场内，可能会出现目标丢失的现象。
眼在手外的结构形式是在机器人运动空间内，在一个固定位置上安装摄像机，这种方式可以同时获取机器人与目标信息及其相对运动之间的关系。
但是由于此类结构会导致对目标识别的分别率较低，并且在机器人运动过程中可能会出现目标物体被遮挡的现象，影响系统的正常工作。
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‐ 1 ‐ 武汉筑梦科技有限公司视觉引导四轴工业机器人应用实训平台型号：ZM-R4-XXX-M-C-S （黑白PC 视觉系统版）型号：ZM-R4-XXX-M-E-S （黑白嵌入式视觉版）型号：ZM-R4-XXX-C-C-S （彩色PC 视觉系统版）型号：ZM-R4-XXX-C-E-S （彩色嵌入式视觉版）型号：ZM-R4-XXX-C-X-T （带传送带跟踪）XXX 表示摆臂半径，可选200、400、600适合于高校或研究所进行机器人运动控制及机器视觉相关应用的示教及二次应用开发 ‐ 2 ‐ 武汉筑梦科技有限公司平台概述视觉引导四轴Scara 工业机器人应用实训平台以工业机器人与机器视觉为核心，将机械、气动、运动控制、变频调速、编码器技术、PLC 控制技术有机地进行整合，结构模块化，便于组合，实现对高速传输线上的不同物料进行快速的检测、组装。
为了方便实训教学，系统进行了专门的设计，可以完成各类机器人单项训练和综合性项目训练，可完成各类机器人单项训练和综合性项目训练。
可以进行四轴机器人示教、定位、抓取、装配等训练，可以在此基础上进行产品柔性包装、零件组装、激光焊接、视觉检测、点胶、锁螺丝等实际工业应用项目。
平台适用于编程位置或者视觉引导机器人进行搬运、装配或轨迹运动的示教或进行类似应用的二次开发。
平台设计目的是不仅满足于教学过程的示教，能够独立完成视觉及运动过程的全部循环（该系统代表了该行业目前最新的技术水平，该系统采用了日本EPSON 公司（可选三菱、Yamaha 、Adept 、FANUC 等其它品牌工业机器人）四轴Scara 机械手和筑梦科技自主研发的机器人视觉控制模块ZMRVS100（可选Cognex 智能相机系统）;同时，能够快速有效的进行科研和项目开发（提供机械手的控制软件和机器视觉软件开发平台，并且提供现场培训和开放部分应用示范源代码，能够帮助用户快速的进行项目开发和科研成果的横向比较）。
关键核心★ 四轴机器人控制★ 嵌入式或PC 式视觉定位与检测★ 飞行视觉定位或检测★ 伺服变频控制万能上料系统★ 在线传送带跟踪技术（选配）★ 在线快换手爪或夹具（选配）平台配置：实训平台由四自由度工业机器人系统、智能视觉系统、伺服变频控制万能上料系统、多工位位置摆放单元、传送带循环单元、工控计算机系统、各色工件、电气控制柜、实训机台等组成。
平台采用筑梦科技自主研发的万能送料器，可以自由调整小型工件的密度和位置，以便视觉定位后机械手进行抓取，然后对根据视觉定位物品的姿态对机械手进行调整放置至相应工位位置摆放单元，样机可以由皮带线随机传回万能上料系统。
选配了传送带跟踪技术的平台，也可以在运动中的皮带上直接抓取随机传入的工件，将工件定位抓取并放置至相应工位位置摆放单元。
‐ 3 ‐ 武汉筑梦科技有限公司z 进口一线品牌工业四轴工业机器人本体；z 机器人控制器；z 筑梦科技ZMRVS100机器人视觉引导模块或Cognex 视觉系统；z 筑梦科技万能送料单元（伺服控制）；z 工业相机、工业镜头、LED 光源、光源控制器等组成的视觉系统；z 电机、驱动器等电控系统（带传送带跟踪功能包含编码器和读数卡）；（选配）z 静音压缩机、真空发生器、精密气动吸盘或夹具、全方通焊接稳定机台、板金机身等机械系统；z 工业控制电脑：优于双核2.8G CPU ，2G 内存，320G 硬盘，19”LCD 显示器等；z Windows XP 运行环境；设备参数： 轴数或自由度 四轴重复精度 ±0.01mm （200mm 和400mm ）、±0.02mm （600mm ）最大负载 2kg （200mm ）、3kg （400mm ）、6kg （600mm ）工作半径 200mm 、400mm 、600mm抓取方式 吸盘或手爪四轴机器人模块 最大移动速度 8.2m/s 相机参数1600x1200 CCD （两个安装位，可选择同时安装双相机） 视野范围 320mmx240mm图像分辨率 0.2mmx0.2mm照明方式可控背光及正光（LED ） 软件功能 定位、区分、测量、颜色、ID 读取等机器视觉模块 二次开发 嵌入式：Cognex Easybulider 图形化界面或电子表格（适合无编程下快速应用开发）PC 式：开发环境VC 6.0/VB6.0// ，提供Hexsight 图像开发控件最大负载 5kg万能送料模块 振动方向 向前、扩散（可分别控制） ‐ 4 ‐ 武汉筑梦科技有限公司振动最大频率 30HzIO 控制4入 电源 AC 220V, 安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准机电部分 外形尺寸 1000（长）x750（宽）x1500（高）总线 DeviceNet 、Profibus 、CC-Link机器人可选配单元 示教面板 TP2配套教学课件详细介绍该台设备的功能，配套PPT 文档和视频 文档及安装程序配套光盘、使用手册、实验指导书、程序等 配套配套工具箱 工具箱：十字、一字长柄螺丝刀各1把；活络扳手1把；电工刀1把，含6片刀片；尖嘴钳、钢丝钳各1把；剪刀1把；钟表批6支；3M 卷尺1把；手工锯1把，含锯条5条；羊角锤1把；磁性接杆1把，含套筒9只；旋具1把，含投资和接头12只；活动扳手，内六角扳手（8把）实训课程内容：1. 机器视觉系统的原理、使用和调试2. 四轴工业机器人系统的原理、使用和调试3. 四轴工业机器人坐标系统和机器视觉坐标系统标定及相互转换4. 工业机器人与机器视觉系统综合应用的安装与调试5. 机器视觉系统模板设置、编程与调试6. 通过示教单元手动调试工业机器人7. 通过示教单元设置、修改各控制点坐标8. 通过示教单元编写、修改工业机器人程序9. 机器人追踪坐标整定10. 工业机器人系统的软件二次开发编程11. 万能上料系统综合抓取实验原理、演示和设置12. 传送带跟踪综合抓取实验原理、演示和设置综合性、开发性实验设计 ‐ 5 ‐ 武汉筑梦科技有限公司在现有设备基础上从工业机器人和机器视觉（含传感器技术）两个大方向进行创新实验设计： 工业机器人方向1运动控制 机器人本体运动的控制方法。
位置控制，速度控制，姿态控制，基本行为实现等 2操作控制 多关节机械臂的操作规划与控制，机械手的操作规划与力的控制。
研究各类工况下操作规划的正解与逆解及基本操作的实现3多目标协调控制 基于移动本体的操作控制。
优化作业方式，多目标与约束条件 4机器人体系结构协调机器人软硬件系统工作的整体模式 5行为规划 确定基本动作完成具有一定功能的行为。
路径规划，操作规划，通过传感器反馈完成特定动作 6 机器人动作仿真 通过机器人仿真软件，完成复杂动作规划和路径优化机器视觉（含传感器技术）方向 1 目标识别定位 从机器视觉获取的信息中提取目标特征，识别出具体目标的位置和状态，包含物体的三维信息2 机器视觉技术 通过视觉工具进行零件定位、尺寸测量、缺陷检测、颜色分析、ID识别等3感知传感器其它激光仪，超声探头，红外探头，数字罗盘，陀螺仪，GPS 等在机器人上的应用 其它机器人系统 （筑梦科技提供各种定制类型的机器人应用平台）视觉引导六轴机器人系统 桌面直角机器人视觉系统 ‐ 6 ‐ 武汉筑梦科技有限公司机器人视觉控制器介绍 筑梦科技在平台应用中采用过EPSON 、Adept 、FANUC 、Yamaha 、DENSO 等多种品牌的机器人，基于应用基础开发了具有机器人引导通用性的独立视觉控制器，控制器不仅具备良好的视觉定位和检测性能，同时具有良好的扩展性，在知道机器人的通讯协议或控制方式的前提下，可以方便的与机器人进行通讯。
产品应用 产品包装电子器件装配机械产品装配材料抓取涂装/铺设/焊接测试/检测Sacra 四轴机器人实用案例解析1， 硬盘生产组装及检测（硬盘生产对工作环境的洁净程度以及操作的精度和力度要求非常苛刻，目前绝大部分硬盘装配和检测线都是由机器人配合自动化检测完成，比如磁盘的表面检测、将磁盘组建到硬盘壳内、磁头架尺寸检测及组装、硬盘外壳锁螺丝等） ‐ 7 ‐ 武汉筑梦科技有限公司以下图片为Adept S350 洁净性机器人仿真的磁盘检测效果图片，在希捷等硬盘生产厂家已大量实用。
2， 零配件包装（除了常见的食品和化工行业需要大量的包装设备，很多精密的非规则电子或五金产品需要在线包装，传统的人工包装在效率和不良率上都无法与机器相比）以下图片为带视觉引导的Adept i600独立式Scara 机器人仿真金属零件包装的效果，在BOSCH 公司大量实用。
工业机器人： 工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有 ‐ 8 ‐ 武汉筑梦科技有限公司害物料的搬运或工艺操作。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有 3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；圆柱坐标型工业机器人示意图控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。
直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。
点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。
编程输入型是以穿孔卡、穿孔带或磁带等信息载体，输入已编好的程序。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。