机器人焊接自动跟踪及FPGA控制器的研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-21页 |
| 1.1 前言 | 第11页 |
| 1.2 焊接机器人的研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 工业机器人的发展历史 | 第11-12页 |
| 1.2.2 机器人自动焊接的国内外应用与研究现状 | 第12-16页 |
| 1.2.2.1 机器人焊接的国内外应用现状 | 第12-13页 |
| 1.2.2.2 焊缝跟踪的国内外研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.2.3 机器人控制器的研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3 焊接机器人发展趋势 | 第16-17页 |
| 1.4 机器人焊接的优势 | 第17-18页 |
| 1.5 本课题的来源、主要内容与难点 | 第18-20页 |
| 1.5.1 课题来源 | 第18页 |
| 1.5.2 研究意义 | 第18-19页 |
| 1.5.3 课题主要内容与难点分析 | 第19-20页 |
| 1.6 课题章节安排 | 第20-21页 |
| 第二章 系统总体方案与FPGA控制器设计 | 第21-41页 |
| 2.1 系统总体方案 | 第21-23页 |
| 2.2 FPGA控制器功能要求 | 第23-24页 |
| 2.3 CTWD传感器数据采集及处理模块设计 | 第24-26页 |
| 2.3.1 模块所需器件 | 第24页 |
| 2.3.2 程序实现及验证 | 第24-26页 |
| 2.4 上位机与FPGA控制器通讯协议模块设计 | 第26-30页 |
| 2.4.1 串口接收模块设计 | 第26-28页 |
| 2.4.2 数据拼接与译码模块设计 | 第28-29页 |
| 2.4.3 通讯协议结果验证 | 第29-30页 |
| 2.5 ABB机器人控制命令处理模块设计 | 第30-31页 |
| 2.6 FPGA控制器程序整体仿真与结果 | 第31-34页 |
| 2.6.1 程序仿真结果与分析 | 第31-33页 |
| 2.6.2 FPGA控制器硬件设计 | 第33-34页 |
| 2.7 ABB机器人控制程序设计 | 第34-40页 |
| 2.7.1 机器人运动学分析 | 第34-35页 |
| 2.7.2 RAPID语言简介 | 第35-36页 |
| 2.7.3 ABB机器人控制流程 | 第36-40页 |
| 2.7.3.1 串口通讯设置 | 第36-38页 |
| 2.7.3.2 ABB机器人程序设计 | 第38-40页 |
| 2.8 本章小结 | 第40-41页 |
| 第三章 PC端控制软件的实现 | 第41-59页 |
| 3.1 PC端控制软件功能要求 | 第41页 |
| 3.2 摄像机标定及视频界面显示 | 第41-50页 |
| 3.2.1 摄像机标定的数学模型 | 第41-45页 |
| 3.2.2 摄像机标定试验 | 第45-48页 |
| 3.2.3 视频软件界面显示 | 第48-50页 |
| 3.3 焊枪与摄像机的位置关系确定 | 第50-53页 |
| 3.3.1 摄像机与焊枪末端距离标定原理 | 第50-52页 |
| 3.3.2 摄像机与焊枪末端距离标定试验 | 第52-53页 |
| 3.4 串口通讯部分设计 | 第53-55页 |
| 3.5 机器人运动控制部分设计 | 第55-57页 |
| 3.6 PC端控制软件设计结果与验证 | 第57-58页 |
| 3.7 本章小结 | 第58-59页 |
| 第四章 CTWD自动控制与焊接试验分析 | 第59-78页 |
| 4.1 焊接工艺试验及最佳参数确定 | 第59-66页 |
| 4.1.1 工艺参数优化试验 | 第59-60页 |
| 4.1.2 焊接工艺试验结果及分析 | 第60-66页 |
| 4.2 CTWD自动控制方式选择 | 第66-69页 |
| 4.3 CTWD自动控制焊接试验 | 第69-72页 |
| 4.4 CTWD自动控制焊接试验误差分析 | 第72-75页 |
| 4.5 CTWD自动控制算法的进一步改进 | 第75-76页 |
| 4.6 本章小结 | 第76-78页 |
| 第五章 图像处理及焊缝跟踪试验与分析 | 第78-104页 |
| 5.1 图像处理及步骤 | 第78-87页 |
| 5.1.1 图像局部分析法 | 第78-79页 |
| 5.1.2 图像滤波处理 | 第79-80页 |
| 5.1.3 焊缝边缘检测 | 第80-84页 |
| 5.1.4 图像阈值化处理及断点连接 | 第84-85页 |
| 5.1.5 焊缝中心位置计算 | 第85-87页 |
| 5.2 手动横向纠偏焊接试验 | 第87-93页 |
| 5.3 焊缝横向自动跟踪试验及误差分析 | 第93-98页 |
| 5.3.1 机器人焊接系统焊缝横向自动跟踪试验 | 第93-96页 |
| 5.3.2 焊缝横向自动跟踪试验误差分析 | 第96-98页 |
| 5.4 三维焊缝跟踪实现方案 | 第98页 |
| 5.5 三维焊缝跟踪试验 | 第98-100页 |
| 5.6 三维焊缝跟踪试验误差分析 | 第100-103页 |
| 5.7 本章小结 | 第103-104页 |
| 结论及展望 | 第104-106页 |
| 一、结论 | 第104-105页 |
| 二、进一步研究的展望 | 第105-106页 |
| 参考文献 | 第106-111页 |
| 附录 1 ABB机器人控制程序 | 第111-121页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第121-122页 |
| 致谢 | 第122-123页 |
| 附件 | 第123页 |
