Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Роботы, мехатроника и робототехнические системы

Диссертационная работа:

Матлуб Муханад Мунир. Управление технологическими роботами с визуальным и силомоментным очувствлением при сборке перемещающихся цилиндрических объектов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.05 / Матлуб Муханад Мунир; [Место защиты: Владимир. гос. ун-т].- Владимир, 2010.- 170 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2798

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность исследования. Одним из приоритетных научно-технических направлений является создание технологических мехатрон-ных и робототехнических систем, основанных на синергетическом объединении узлов точной механики, электронных и электротехнических компонент с компьютерным управлением движением. К наиболее трудоемким и ответственным технологическим операциям в машиностроении и приборостроении относятся сборочные операции. Трудоемкость сборки достигает 40-50% от общей трудоемкости изготовления изделий. Уровень автоматизации сборочных операций в машиностроении составляет 5-15%.

Вопросам создания и применения адаптивных роботов в составе роботизированных сборочных систем посвятили свои работы М. Вукобратович, А.А. Гусев, Ф.М. Кулаков, М.С. Лебедовский, В.Г. Нуждихин, Д.Е. Охо-цимский, А.И. Федотов, Е.И. Юревич, Л.С. Ямпольский, Van Brussel Н., Merlit J.P. и другие авторы.

Актуальным направлением развития современных робототехнических систем является создание робототехнических сборочных комплексов, позволяющих выполнять монтажно-сборочные операции при непрерывном синхронном перемещении сопрягаемых деталей в условиях неопределенности исходного положения и скорости перемещения базовой детали. Управление манипуляционными роботами при выполнении подобных технологических операций происходит в условиях позиционно-силового взаимодействия сопрягаемых деталей, что приводит к необходимости си-ломоментного очувствления (СМО) робота. Эффективность решения задач идентификации в условиях неопределенности положения объектов повышается применением систем визуальной информации и, в частности систем технического зрения (СТЗ).

Цель работы и основные задачи исследования. Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления технологическими роботами при выполнении операций вертикальной сборки с гарантированным зазором цилиндрического вала с горизонтально перемещающейся деталью с центральным отверстием за счет применения алгоритмов визуального определения незаданного положения и скорости перемещения базовой детали и визуального слежения за её перемещением сборочного робота с силомоментным очувствлением.

Для определения условий и возможностей повышения эффективности процесса автоматической сборки перемещающихся цилиндрических изделий были поставлены и решены следующие основные задачи:

Разработка методики визуального обнаружения перемещающейся цилиндрической детали, определения координат ее расположения на конвейере и координат центрального отверстия;

Разработка методики определения скорости перемещения детали и математической модели ухудшения изображения детали вследствие ее перемещения;

Разработка алгоритма и компьютерной программы визуального слежения сборочного робота за перемещением детали;

Разработка алгоритма и структуры системы позиционно-силового управления сборочным роботом при выполнении операции сопряжения синхронно перемещающихся цилиндрических деталей;

Экспериментальное исследование системы управления с восстановлением изображения, идентификацией положения и скорости перемещения цилиндрических объектов.

Методы исследования. При разработке алгоритмов и структуры системы управления сборочным роботом с визуальным и силомоментным

очувствлением используется комплексный подход, включающий классиче-

ские законы физики, теорию систем технического зрения и автоматического управления. Исследование процессов идентификации и управления выполнено экспериментально и методом математического моделирования с применением разработанных автором программ.

Новые научные результаты, выносимые на защиту:

Математическая модель ухудшения изображения объекта, вследствие его перемещения в виде двухмерной свертки первоначального изображения и функции деградации с учетом визуальных помех в виде шума Гаусса;

Алгоритм обнаружения перемещающегося цилиндрического объекта с восстановлением его изображения и определением скорости движения на основе метода фонового вычитания, преобразования Фурье и частотного фильтра Винера;

Алгоритм идентификации цилиндрических объектов и их центральных отверстий на основе функций оценки круглости распознаваемых контуров бинарных изображений;

Алгоритм и структура системы комбинированного позиционно-силового управления сборочным роботом с визуальным и силомоментным очувствлением на основе анализа динамического взаимодействия сопрягаемых деталей.

Практическую значимость представляют следующие результаты:

Компьютерная Simulink программа визуального обнаружения и определения координат цилиндрического объекта, перемещающегося в плоскости по прямой линии;

Компьютерная Simulink модель и программа моделирования системы нечеткого визуального управления сборочным роботом в условиях неопределенности параметров размытости изображения объекта;

Алгоритм работы и структура системы позиционно-силового управления технологическим роботом с визуальным и силомоментным очувствлением при вертикальной сборке узлов типа «вал-втулка» с гарантированным зазором.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на: 5-й научно-технической конференции «Мехатроника, автоматизация, управление» (МАУ-2008), СПб., 2008; 19-й Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Экстремальная робототехника», СПб, 2008; Международной научной конференции по дифференциальным уравнениям и динамике систем, Суздаль, 2008; Международной научной конференции по математической теории управления и механике, Суздаль, 2009; Международной научно-технической конференции «Состояние и перспективы развития электротехнологий» (XV Бенардосовские чтения), Иваново, ИГЭУ им. В.И.Ленина, 2009; заседании кафедр «Автоматические и мехатронные системы» и «Автоматизация технологических процессов» ВлГУ; научно-технической конференции ВлГУ.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы нашли отражение в девяти опубликованных печатных работах, в т.ч. 1 статье в издании по перечню ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и приложения. Объем основного содержания работы составляет 170 печатных страниц, включая 5 таблиц, 70 рисунков и список литературы из 138 наименований.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net