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网络监控机械手可以实时监控异地自动化生产线,获得现场的生产状况。同时代替工人进行繁重劳动,实现生产的机械化和自动化;代替工人在有害环境下工作,保护人身安全,对现代生产具有重要意义。
网络监控机械手的研制涉及机器人视觉,上位机与下位机的通信,网络通信,机械手的正、逆运动学,上位机的控制管理策略。其中机械手的视觉模块由两个部分组成,分别是图像采集和图像处理。在图像采集方面根据课题的应用场合将视觉方案确定为单目Eye—in—Hand系统,采用目前流行的USB摄像头+PC的构架,软件上运用VFW视频软件包进行编程,获得生产线的实时图像。关于图像处理则论述了阈值处理及Blob分析方法,借助COMMONVISIONBLOX二次开发软件包进行Blob图像处理的程序设计。上位机与下位机的通信模块中三菱PLCFXIN-24MT作为下位机,利用GXDeveloper与串口监视软件,分析该型号PLC编程口的通信格式及破译内部元件的强制地址和读写地址并通过VC++建立人机界面,结合PLC的梯形图,共同监控PLC的运行状态。网络通信模块将本课题定为服务器/客户机的通信模式,为了避免命令冲突,服务器与客户机运行时是一对一的方式,为了获得数据稳定性和安全性,采用面向连接的流式套接字编程,在此之前首先设计数据包的通信格式。针对本课题中用到的圆柱坐标型机械手建立正、逆运动方程。正运动方程的建立为图像坐标系转换到世界坐标系做准备。图像处理后得到世界坐标系下目标物体的位置,然后通过机械手的逆运动学得出各个关节的转动或移动量,使机械手的末端执行件到达目标位置。最后在上位机建立控制策略来管理上面四大模块,并完成摄像机的参数的标定,将图像坐标转换到世界坐标系下,提出位置给定型视觉控制网络监控机械手模型。