双机械臂智能分拣系统

【摘要】：在工业自动化高速发展的背景下,机械臂分拣技术逐步被运用于工业作业中。本文针对单机械臂分拣系统在分拣任务中存在的效率低等问题,提出并设计了双机械臂智能分拣系统。研究内容如下:首先对组成双机械臂分拣系统的两个机械臂通过D-H参数法进行了运动学分析,推导出了反解过程,然后对双机械臂系统建立了模型,之后针对双机械臂的标定问题,提出采用三点建立纽带坐标系的方法来完成标定任务。在连续分拣过程中,为了避免双机械臂发生碰撞,本文对机械臂连续分拣工件的顺序进行了规划。首先提出一种基于边缘检测的Hough圆检测方法获得工件的坐标;然后提出基于对数极坐标变换的相似度匹配方法识别工件的类型,并确认工件的颜色;最后将所有工件按照坐标划分为两个区域,然后基于遗传算法规划了工件分拣顺序,双机械臂按照规划好的分拣顺序依次分拣完成所有工件。针对双机械臂的自避障问题,提出了基于位置层和速度层的约束方法,对双机械臂的位置和速度加以约束,使双机械臂的末端之间的距离大于安全距离;然后采用关节空间法对机械臂进行轨迹规划;最后,在MATLAB中对双机械臂分拣系统进行仿真,验证控制方法可行性。最后搭建了双机械臂分拣系统的实验平台,对双机械臂进行分拣任务时的末端移动位置精度做了误差实验,最后基于实验平台对多个工件的分拣进行了性能实验。