机械毕业设计论文提纲

论文题目：工业机械臂孔轴装配软硬件平台的设计与实现

摘要：孔轴装配是工业自动化装配中的常见任务,随着机器人技术的日益成熟,以机械手作为执行机构来实现自动化装配的方法具有效率高、安全可靠等众多优点,因此该方向成为控制学科研究的热点方向。毕业设计的题目为工业机械臂孔轴装配硬件平台的设计与实现。系统通过多个机械臂附属机械结构完成装配平台的搭建,由硬件系统和软件系统组成,其中硬件系统包括机械子系统、感知子系统、控制驱动子系统、接口电路及通信子系统。感知子系统介绍了视觉硬件感知系统,设计了电机运行感知电路,实现了电机检测和制动,保证了电机正常平稳运行,在控制与驱动系统中利用机械臂正逆向运动学以及笛卡尔空间插补对机械臂的运动轨迹规划进行了研究,对外围驱动电路进行了设计;在软件系统部分主要完成了整体框架的设计,对图像数据采集与处理运用空间域法对采集到的图像信息进行增强处理,使用Canny、Roberts、Prewitt、Sobe算子进行图像的边缘检测和比较,并基于哈夫变换进行了圆检测。对人机交互界面进行了适应性调整。最后对整个系统的功能进行了实验,结果通过系统平台的搭建,实现了无人化操作,安全可靠性地完成装配流程。在整个系统的设计过程中,以控制工程为学科背景,实现了对运动载体——机械臂的控制;以仪器科学为学科背景,搭建了系统的感知机构;以机械工程为学科背景,设计了装配系统的执行机构。进而完成了整个装配流程。装配系统采用工业摄像头等传感器组成的感知系统,结合对现场执行设备的运动控制,通过对六自由度机械臂的控制来实现孔轴装配。

关键词：孔轴装配;机械臂;笛卡尔空间插补;图像数据采集与处理;接口电路;控制驱动

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 课题研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本文研究内容及结构安排

1.5 小结

第二章 系统概述

2.1 总体设计思路

2.2 系统简介

2.3 系统连接框图及现场实物图

2.4 小结

第三章 硬件系统

3.1 感知系统

3.1.1 视觉硬件感知系统

3.1.2 电机运行状态感知硬件系统

3.2 控制与驱动系统

3.2.1 上层控制器

3.2.2 机械臂本体底层运动控制

3.2.3 机械臂底层本体运动控制

3.2.4 工具切换控制系统

3.3 接口电路及通信系统

3.3.1 RC7M控制器IO口分析

3.3.2 系统IO口需求及规划

3.3.3 外围驱动电路设计

3.4 小结

第四章 软件系统

4.1 总体结构框图

4.2 机械臂运动控制子模块

4.3 图像数据采集与处理子模块

4.3.1 图像采集

4.3.2 图像的信息处理

4.3.3 求解特征图像信息

4.4 软件设计

4.4.1 对话框设计

4.4.2 视觉处理

4.4.3 串口通信设计

4.4.4 机械臂视觉定位用户界面

4.5 实验与调试

4.6 小结

第五章 总结

致谢

参考文献