臺灣博碩士論文加值系統

在德國提出工業4.0後，國內外陸續推動工業上的改革，使工廠、設備能夠智慧化。為了達到設備智慧化，本論文整合了六軸機械手臂、智慧型相機完成了一套物品分類系統，提供生產線進行智慧型物品分類。本論文所提出的系統，可透過智慧型相機去辨識物品的位置、取得物品擺放的角度，以及擺放的物品種類；機械手臂則透過智慧型相機所辨識的資訊將物品做分類，物品為良品將放置到指定位置並且以正面擺放，若物品是不良品將放置到不良品的區域。在本系統中，我們同時加入了訊息通知功能，當物品夾取完畢、物品擺放區放滿、以及機械手臂與智慧型相機連線發生異常時，都會以燈號通知操作者。
在本論文中，我們成功的將智慧型相機以及六軸機械手臂做整合，此系統可應用在工廠的智慧型生產線，可以取代人力來進行產品檢驗及分類的工作。

After the proposed industrial 4.0 in Germany, we are pushing for industrial reform so that factory equipment can be intelligent. In order to achieve the wisdom of the device, this paper integrates a six-axis robot arm and a smart camera to complete a set of items classification system. The proposed system can provide production lines for intelligent classification of goods. In this system, we can use the camera to identify the location of items, access the angle of the placement, and get the types of items. The robotic arm classifies the items through the information identified by the intelligent camera. Items for good will be placed in the specified position and placed in front. If the item is defective, it will be placed in the area of bad product. In this system, we also joined the message notification function. When items are gripped or filled, and the connection of the robot arm and the camera is abnormal, the proposed system will notify the operator by lights.
In this paper, we succeeded in integrating smart cameras and six-axis robots. This system can be used in the factory's intelligent production line. And the manpower for product testing and classification work can be replaced.

論文摘要.............................................I
ABSTRACT..........................................III
致謝................................................V
目錄.............................................. VI
圖目錄.............................................IX
表目錄............................................XII

第一章 緒論....................................... 1
1.1 研究背景.......................................1
1.2 研究動機.......................................2
1.3 研究目的.......................................3
1.4 論文架構.......................................4

第二章 相關技術探討.................................5
2.1 相關研究.......................................5
2.2 相關技術.......................................6
2.2.1 ABB六軸關節型機械手臂........................6
2.2.2 ABB程式語言- RAPID Code....................11
2.2.3 RAPID 基本結構.............................11
2.2.4 RAPID 函式指令介紹.........................13
2.2.5 二指平動機械夾爪.............................17
2.2.6 Microscan相機.............................19
2.2.7 鏡頭規格介紹................................22
2.2.8 Visionscape視覺軟體.......................23
2.2.9 攝影機座標系與機械手臂基底座標系之轉換........24
2.2.10 二值化....................................25
2.2.11 輪廓搜尋..................................26
2.2.12 發送座標、偏移角度、物件名稱................27

第三章 系統分析與設計..............................29
3.1 系統架構......................................29
3.1.1 良品與不良品的辨識............................29
3.1.2 智慧型相機...................................30
3.1.3 機械手臂控制器...............................30
3.1.4 六軸機械手臂..................................30
3.1.5 智慧型相機傳輸格式及機械手臂控制器解析字串.......31
3.2系統流程........................................32
3.2.1 智慧型相機學習流程............................34
3.2.2 智慧型相機辨識流程............................35
3.2.3 六軸機械手臂及機械手臂控制器流程................36
3.2.4 機械手臂控制器初始化..........................38
3.2.5 執行時的初始化...............................39
3.2.6 確認放料處是否放滿............................40
3.2.7 機械手臂取料.................................41
3.2.8 機械手臂放料.................................42

3.3情境分析........................................43
3.3.1 情境一 抓取物品並轉正擺放.....................43
3.3.2 情境二 良品的分類............................46
3.3.3 情境三 物品為不良品..........................48
3.3.4 情境四 放料區放滿............................50
3.3.5 情境五 未連接到智慧型相機.....................52
3.3.6 情境六 未讀取到智慧型相機發送數值..............53

第四章 研究成果與系統展示............................55
4.1系統設備........................................55
4.1.1 影像辨識.....................................56
4.1.2 設備連接.....................................56
4.2研究成果........................................58
4.2.1夾取象棋並轉正................................58
4.2.2良品分類......................................62
4.2.3抓取不良品....................................64
4.2.4放料區物品放滿.................................65
4.2.5 物品抓取完畢..................................67

第五章 結論與未來應用................................69

參考文獻............................................71

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