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视觉工业机器人的应用和研究现状 《2l 世纪日本创建机器人社会技术发展战略报告》指出，“机器人技术与 信息技术一样，在强化产业竞争力方面是极为重要的战略高技术领域。培育未来 机器人产业是支撑2l 世纪日本产业竞争力的产业战略之一，具有非常重要的意 义。”伴随着科技的进步和生产技术的发展，基于机器视觉技术的工业机器人的 研究越来越得到广泛的关注，并且已经出现一大批科技成果，并在实际生产中 得到了很好的应用。 1、搬运装配机器人 基于机器视觉的工业机器人的研究上已经做了很多工作，并且已经有很多破 性成果。日本学者 S.Murakami 等研究的弧焊机器人焊缝跟踪控制系统，采用了 视传感器并用神经网络进行图像处理以获得焊缝的形状数据，能有效地进行焊缝 跟踪。澳大利亚 Western大学研制的Australia’s Telerobot，它是一个带有 摄像机的具有六个自由度的工业机器人，用户可以控制拍摄静态图像并对图像进 行处理，生成空间位置，通过不断拍摄和更新图像得到空间位置后，通过对位置 信息的处理实现了基于空间坐标系的积木块的摆设。欧宝、保时捷等知名品牌汽 车的生产线，使用了 12 台摄像机进行模式识别和 3D 定位，可以对车身进行高 精度的密封生产。 2007 年，日本机器人顶级荣誉获得者—Fanuc公司的超快双臂工业机器人 系统。该系统装配有两个M-430iA机器人手臂和可视跟踪功能的食品、药品操作 系统，它的每只手臂每分钟可以精确的捡起 120 件物品且可以每天 24 小时不 间断的工作。 Fanuc 公司的超快双臂工业机器人 瑞典 ABB 公司必威体育精装版推出的“第二代”拾取机器人 FlexPicker IRB360，拥 有有效载荷更大、操作速度更快、占地面积更小等优势，在简单有效的2D视觉 的帮助下，可以以高达2次/秒的速度快速捡取传送带上的物品。 芬兰 RTS公司研制的机器人视觉系统则成功地用于舰船螺旋桨推进器的生 产过程中，通过机器视觉的监控，可按照 CAD 模型对螺旋桨叶片进行精密的磨 制。图 1.3 所示的是工作在生产线上的码垛机器人和卸垛机器人，对环境的适 应性很好，能够自主识别工作目标，进行任务操作。 目前生产线上应用的搬运工业机器人大多是通过示教再现或预编程来实现 机器人的操作，这样物体的初始位姿和终止位姿都是严格限定的，机器人只是完 成点到点的任务动作，外部参数变化的物体发热操作则是无能为力。这样一来， 生产线的柔性就差，满足不了柔性生产系统对物料输送和搬运的要求。在这种情 况下，为保证机器人顺利高效的完成工作任务和减少生产准备时间，引入机器视 觉技术来实现对工作目标物体的识别和定位就显得很有必要。 2、工业检测中的应用 机器视觉不会有人眼的疲劳，有着比人眼更高的精度和速度，借助红外线， 紫外线，x射线，超声波等高新探测技术，机器视觉在探测不可视物体和高危险 场景时，更具有其突出的优点。机器视觉技术现已广泛应用于人们的生产、生活 各个方面，尤其是在饮料、药品、食品、纺织、印刷、包装、半导体等行业的自 动化生产线上的工业检测中得到了大量应用。，大型啤酒饮料生产线上的瓶口、 瓶底、瓶身、瓶盖的检测，饮料质量、液位、封盖检测与识别，制药生产线上的 葡萄糖溶液检测、口服液检测、药品封装检测；电子半导体生产线上的印刷电路 板在线检测、芯片检测、仪表键盘检测、木材厂木料检测、纸张、卷钢 质量检测等。 LED 检测 IC芯片检测 胶囊检测 钱币质量检测 钻石质量检测 医学生物检测 装配检测 印刷质量检测 啤酒瓶检测 3、视觉跟踪中的应用 机器人视觉控制始于70年代初。Shirai与Inoue于1973年采用视觉反馈 以提高机器人定位精度。但由于当时计算机性能和图像处理器件的限制，绝足多 数系统均为“Static look then move“系统。该系统的一作卡要包括两个阶段： 首先是look，通过摄像机获取工件图像，订算出其空间位姿；其次足move，即 将机器人手爪移动到该目标位姿，进而实现抓取任务。 （1）视频监控 视频监视系统应用的范围非常广，最常见的是对于民宅、停车场、公共场