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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:黃宏偉
研究生(外文):Hung-Wei Huang
論文名稱:關節型機械手臂與NI智慧型相機 之整合運用研究
論文名稱(外文):Research of the Cooperative Application of a Joint-Type Robot and a NI Smart Camera
指導教授:黃信行黃信行引用關係
指導教授(外文):Hsing-Hsin Huang
口試委員:王嘉業謝秉澂
口試委員(外文):Chia-Yeh WangPing-Cheng Hsieh
口試日期:2015-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:明新科技大學
系所名稱:機械工程系精密機電工程碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:機械手臂智慧自動化
外文關鍵詞:robotintelligent automationNI smart camera
相關次數:
  • 被引用被引用:2
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隨著各類產品的少量多樣化與產線的彈性需求逐漸增加,智慧自動化已是現今工業的重要趨向,同時,機器人也已廣泛運用於自動化生產線中。智慧自動化不僅著眼於自動化設備,靈敏的感測裝置與優越的智慧決策程式,更是構成系統的主要核心元素。本論文研究如何整合工業機械手臂以及機器視覺,利用機器視覺仿效人類的眼睛以達到智慧自動化控制的目的。主要的研究方法在於採用工研院開發的六軸機械手臂、四軸機械手臂及NI smart camera,再運用Labview圖控程式將兩者整合成一套智慧自動化系統。
本研究做了三項實務案例。第一個案例在於優化六軸機械手臂的運動軌跡來演奏弦樂器,讓它在演奏時的軌跡可以更加的流暢。研究結果顯示,良好的夾爪設計與平滑的運動曲線,可以使機械手臂演奏出優美的曲調。第二個案例在於研究如何整合四軸機械手臂及NI smart camera,並且用Labview圖控程式建立兩者間溝通的橋樑。研究成果顯示本系統可以進行不同工件的分類與移載。第三個案例為第二個案例的延伸,程式經過大幅度的改良,具備與人對弈的能力。

Along with the diversification but small amount of products as well as the increasing demand of flexible manufacture system, intelligent automation becomes an important topic of current industry. Meanwhile, robots have been widely used in automatic production line. Intelligent automation does not only focus on automatic equipment, smart sensing device with superior intelligence decision-making process, constitute the key elements of the system. This purpose of this research is to build the intelligent systems by integrating industrial robots and machines vision. The main method is to use a smart camera as an input device, a Scara robot and a 6-axes robot as the output devices. Several programs are developed to build the intelligent automation systems.
There are three cases studied in this research. The first case is to study how to modify the motion locus of a 6-axes robot for playing a violin. The result shows that the robot can play beautiful violin music by a good griper design and a smooth locus. The second case is to study the integration of a Scara robot and a NI smart camera. A Labview program is developed to integrate both devices. The result shows that this system is able to classify and move different type of workpieces. The third case is an extension of the second case. The program is greatly enhanced so that the system is able to play chess with a human.

中文摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2文獻回顧 5
1.3研究目標 7
第二章 研究方法 8
2.1機械手臂的原理 8
2.1.1 SCARA機械手臂的解析 10
2.1.2六軸機械手臂的解析 12
2.2夾爪設計 14
2.3影像 15
2.3.1數位影像基本概論 15
2.3.2影像系統 16
2.3.3基本打光方式 17
2.3.4影像辨識 21
2.4系統通訊設計概念 22
2.4.1機器人與主控電腦的通訊 22
2.4.2影像與電腦的通訊 24
2.5控制系統建立 25
第三章 研究過程 27
3.1複雜的軌跡運動 27
3.1.1機械手臂初始教點 27
3.1.2機械手臂教點計算 29
3.1.3樂曲程式寫作 31
3.2單一工件取放研究 32
3.2.1影像擷取 32
3.2.2程式溝通 34
3.2.3機械手臂程式 35
3.3較多物件的排序及分類 35
3.3.1影像擷取 36
3.3.2程式溝通 37
3.3.3機械手臂程式 39
3.4五子棋機器人 39
3.4.1影像擷取 39
3.4.2程式記憶與溝通 41
3.4.3機械手臂程式 42
第四章 成果與討論 43
4.1成果說明 43
4.1.1複雜的軌跡運動 43
4.1.2單一工件取放研究 45
4.1.3較多物件的排序及分類 46
4.1.4五子棋機器人 47
4.2研究過程遭遇問題與解決方法 48
4.2.1複雜的軌跡運動 48
4.2.2針對工件做角度的旋轉及移載 48
4.2.3不同顏色的物件做排序及分類 48
4.2.4五子棋機器人 49
第五章 結論與未來展望 49
5.1結論 49
5.2未來展望 49
參考文獻 50

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