|
研究开发项目计划书 项目名称 视觉引导机械手抓取和放置 企业名称 x'x'x'x'x'x'x'x'x'x'x 项目类别 x'x'x'x 企业法人（签名） x'x'x 。 项目负责人 x'x'x 电话 项目联系人 x'x'x 电话 项目起止时间 年 至 年 月 填报日期 20 年 月 日 一、立项依据 1.国内外现状、水平和发展趋势； 自从新能源产业发展以来，我国线束全自动生产线技术就成为新能源产业的重要技术，对国家、企业以及新能源产业的发展都具有十分重要的战略意义，同时作为我国新能源产业的一个重要组成部分—储能技术创新能力提升己成为我国新能源应用的核心能力、核心竟争力的重要源泉。因此，当前加强对我国新能源线束全自动技术创新能力提升的研究显得尤为紧迫和重要，对提高我国新能源的核心竞争力有着重要的理论和实践指导意义。 我国新能源线束全自动生产线技术创新能力提升问题为研究对象，在总结、提炼前人研究成果的基础上，针对我国新能源技术创新能力提升问题的实际，综合运用技术创新能力提升理论，提升技术创新能力，提升与工作绩效关系、技术创新，此外，本文研发项目模型，其技术创新能力提升的空间还比较大。将线束全自动生产线和新能源相结合技术创新能力提升策略，构建了我国新能源技术创新能力的激励与学习模型。在未来市场新能源发展中拥有广阔前景。 2.项目开发的目的、意义； 根据国内外新能源线束全自动生产线相关领域研究成果，本公司研发项目小组根据它带来的的启发和借鉴，本研发项目为视觉传感器与工业机器人结合的基础上，对线束生产线上的作业进行研究和评估，建立了视觉引导机械手抓取和放置模型，得到了生产线上不同工序的作业的量化值;针对新能源线束全自动生产线加工工艺，采用视觉引导方法，按照产品的尺寸大小、来料方式，提出基于作业难度的视觉引导机械手抓取和放置模型，解决产品贴合、检测及搬送的问题，建立了基于作业的全自动生产线平衡和布局优化新模型，从而使生产线的规划设计和运行更加可靠、有效，节省设计和调整费用，提高设计成功率，最终提高新能源线束全自动对市场和劳动力市场变化趋势的快速反应能力。本研发项目把人的作业生产线平衡和布局优化结合在一起并行考虑，克服了前人在生产线规划设计问题研究领域的局限性，从人的角度出发研究生产线平衡布局，考虑工人的作业，从而能够进行全局优化，提高了生产线规划设计结果的有效性、可行性和实用性，对今后新能源线束生产线规划问题的研究趋势和方向产生较大影响。 3.本项目达到的技术水平及市场前景； 本研发项目中利用可编程控制器、视觉传感器与机器人结合分拣不同尺寸、形状和不同的来料方式的产品。由视觉传感器检测不同尺寸、形状和不同的来料方式的产品，经过计算机分析图像、辨别，输出信号给可编程控制器，然后让机械手抓取、放置产品。本研发项目对产品内容辨别、尺寸规格分析、外观检测及产品的贴合、搬送等都有良好的功能，当产品弯曲超范围时报警并停止生产线的工作。采用这种方法能及时报警并停止生产线的工作，从而防止危险发生。 本研发项目涉及对多种线束检测、贴标签，对于自动贴标签装置，通过视觉引导使机械手准确抓取标签，从而实现对线束本体的贴标。本研发项目可以实现针对于线束包胶、打扎带、高压电测后检查线束前几道工序的完整性，对线体本身贴标签的一体化功能，无需人工操作，无需人工贴标签，无需人工检测，具有自动贴标效果好、检测加工线束完整性质量好、检测效率高和工作效率高等优点。具有广阔的市场前景。 二、开发内容和目标 1.项目主要研发内容、预期目标及解决的关键技术； 此研发项目将研发设计、建造可兼容6种高压线束总成的自动化检测及做标识。该模型自动运行完成对前几道共站完整性的自动检测并且实现本工站多种标签自动抓取与放置。 （1）视觉与机械手结合应用，提高线束质量及工作效率； 视觉引导机械手抓取和放置模型包含视觉传感器、机械手、打印标签机和高压标签机。线束固定在工装板上后，顶升装置将工装板顶升定位后，装有视觉传感器的机械手将视觉相机移至线束正上方进行定点拍照并上传至与视觉相机配套的主机里进行图像分析对比，此步骤是为了检查前几道工序对线束安装是否有遗漏和检查线束整体外观是否有划伤等。如视觉相机检查分析前几道工序没有问题，则打印标签机打印一张OK标签，反之打印一张 NG标签；然后通过数据对比后，信号传至机械手，机械手先带着视觉相机来到打印标签机正上方拍照定位标签，之后机械手第六轴旋转将标签夹具移至打印标签机正上方并下降吸取标签；通过机械手六轴联动迅速的将带有标签的夹具和视觉相机移至线束正上方；先让 视觉相机对线束进行拍照定位，之后在通过机械手六轴联动将带有标签的夹具移至定位后的线束的正上方；夹具上的气缸作用带动连杆机构将标签贴合在线束上，贴合之后视觉相机转过来对已经贴合好的标签进行拍照对比，标签贴合精度需满足±1mm；同样也要将高压标签贴合在线束上并且拍照检查对比； （2）视觉引导定位及特征识别、特征提取； 视觉系统中直接使用的图像，必须在进行灰度校正、噪声过滤图像预处理。将图像中感兴趣的特征有选择地突出，衰减其不需要的特征，预处理后的输出图形并不需要去逼近原图像。待测目标工件进行图像预处理后，针对静态工件的特征提取，根据已经提取的目标工件的特征进行分类。一般来说，提取普通特征包括周长、边缘、面积、曲率、角度和物体质心等。目标分类是指得到的不同目标进行区分并将其归为某一已知类的过程。对于图像目标来说通常利用图像特征来对目标进行描述，然后对其分类。通过模版匹配计算目标上空间点和像素点之间的对应关系。然后创建模版，对后续的图像进行目标定位。通过相机标定得到图像坐标与机器人基坐标之间的转换关系，将目标在图像中的位置信息转化为机器人基坐标中的具体坐标，并通过该坐标进行机器人运动学逆解，得到关节运动信息。通过得到的运动学逆解，合理的设置机器人抓取运动规划，包括路径规划和手部抓取规划，路径规划是研究按照何种路径，将机器人手部坐标系的原点和目标抓取坐标系的原点重合的问题，抓取点规划是针对不同形状的物体，如何选择合适夹持点位置的问题。 2.主要技术创新之处 通过视觉与六轴机器人的结合，在第六轴前端集成安装多种夹具，对应不同形状尺寸的零部件取放、传送、转移、装配等动作，在不同生产条件下自动完成切换，减少人工检测工作，提高经济效益。 3.达到的主要技术和经济指标 （1）主要技术指标： 1）设计覆盖:6根总成; 2）芯线线径: 3/4mm2 3）线束长度：293-1245mm 4）节拍:50S,其中24111940的节拍为100S; （2）经济指标： 该新能源项目工艺研发，简化了人工操作步骤，提高了生产线设备的自动化水平，避免了由于人员参与设备生产的误操作行为，从而提高了设备的效率和可靠性安全性。 三、研究开发试验方法及采用技术（工艺）路线 1.研究试验方法 本项目以公司自有技术自主研发，以创思达精密机械有限公司技术工程部为主导，成立“视觉引导机械手抓取和放置研发”项目组，负责项目研发、组织与实施。公司立项并提供研究开发费用。测试组及财务部等相关部门配合。 2.技术路线 四、研究开发工作组织和分工情况 我公司成立专门的研发小组，由 担任组长，共 3 人，小组成员均在本行 |
|
|
