移动平台与机械臂联合作业运动规划研究

为解决复合式自动引导车(Automated Guided Vehicle,AGV)在实际作业中需移动平台到达目标点后机械臂再进行运动的工作模式导致的作业耗时长、效率低的问题,提出复合式AGV移动平台与机械臂的联合作业规划。利用栅格法构建环境地图,采用A*算法和蚁群算法分别对移动平台和机械臂进行运动规划,实现了复合式AGV的移动平台和机械臂的联合作业规划。经实验结果验证,联合作业规划比非联合作业平均节省时间为3.75 s,效率平均提高6.27%。

基于注意力机制与YOLOv5融合的树脂拉链缺陷检测算法研究

针对传统的树脂拉链缺陷人工检测存在的效率低和劳动强度大等问题,本文将YOLOv5算法与注意力机制(convolutional block attention module,CBAM)相结合,对树脂拉链缺陷检测算法进行研究,给出了算法的结构原理,并对树脂拉链缺陷进行检测试验。采集带有坏齿、边缘、内部、挤出、开裂和污染的树脂拉链图像,建立数据集并据此标注。同时,利用数据集对YOLOv5网络模型进行训练,并选择900张树脂拉链缺陷图像进行测试。测试结果表明,不同树脂拉链缺陷的检测准确率不同,模型对坏牙、边缘、内部、挤压、开裂和污染6种树脂拉链缺陷的识别率分别达到99%,100%,100%,100%,100%和99%,检测目标的置信度范围为0.82~0.99,检测准确率较高,效果较好,证明模型测试的精确率达到100%,召回率达到100%,平均准确率达到98%,证明了本文方法的可行性和有效性。本文算法可实现对常见树脂拉链缺陷的检测、分类及定位。该研究对提升树脂拉链制造行业的生产效率具有一定的成效。

五自由度机械臂系统设计与控制方式研究

针对机械臂在智能制造领域越来越大的需求,本文主要对五自由度机械臂系统进行设计,设计制作了一款具有人机交互功能的机械臂。通过对系统总体方案的设计,建立机械臂模型,选取关节连接件、电机、主控芯片和电源等部件,编写角度控制、姿态解算和用于解决冲击问题的比例-积分-微分(process identification,PID)控制程序,并结合模拟数字转换器(analog-to-digital converter,ADC)角度反馈,实现机械臂误差补偿,确定PID参数,通过拟合控制函数提高控制精度。同时,开发了实现人机交互的上位控制系统,并对泡沫块、小木块和方块纸3种不同物体在不同的位置分别进行抓取实验。实验结果表明,3种物体抓取成功率分别为100%,96%和98%,实验过程稳定可靠,满足设计系统可行性要求。该研究扩大了机械臂在工业领域的应用范围,对改善传统工业结构具有重要意义。