工业机器人智能打磨视觉系统中铸件飞边信息提取关键技术研究与应用
基于YOLOv5的换向器表面缺陷检测算法研究
摘%要 在零部件制造和使用过程中" 可能会在零部件表面出现缺损现象" 而零部件在反复使用 过程中其微小缺陷可能扩大甚至使损坏零部件" 进而导致零部件所在系统发生故障% 以工业用典型零 部件换向器为研究对象" 提出了基于深度学习算法的零部件缺陷检测方法% 研究中" 基于 ^@<BUK@G]5 [[数据集" 首先采用 E@I7=F数据增强方法对换向器缺陷数据集中的数据进行旋转$ 裁剪等处理" 对 数据集进行扩充" 构建数据集% 其次" 将构建的数据集划分为训练集和测试集% 采用构建的训练数据 集" 搭建深度学习框架并采用 3;M;C/ 卷积神经网络训练模型" 建立换向器表面缺陷识别模型% 最 后" 采用构建的识别模型对测试集中的数据进行测试% 结果表明" 训练模型性能评价指标平均精确率 均值! S*># 及正样本召回率! HBF7<<# 均高达 ,/a以上" 采用深度学习中 3;M;C/ 目标检测算法对换向 器表面缺陷的检测精度可高达 ,#a%
的一款模型" 在检测速度和精度上有着较强的优
势" 能够在保持较高检测精度的同时满足实时性
要求" 是继 3;M;C( 之后被广泛应用于工业检测
的算法% 相对于其他版本的 3;M;算法" 3;M;C/
可以在不降低检测精度的情况下" 采用 Y@F4I框
架将图像切片" 加快了训练速度% 同时" 3;M;C/
关键词 换向器表面缺陷& 深度学习& 卷积神经网络& 3;M;C/ 算法 中图分类号 &>"$"%%文献标识码 *%%文章编号 "##" +",-.)#)(#- +##)" +#!
合模线飞边在线测量与机器人智能磨抛加工技术
合模线飞边在线测量与机器人智能磨抛加工技术
杨平;杨冰雅;肖硕男
【期刊名称】《制造业自动化》
【年(卷),期】2024(46)2
【摘要】传统合模线飞边的打磨方式多为人工打磨,不仅效率低,产品一致性也难以保证。
为了进一步提升加工效率及稳定性,利用线激光测量与六轴工业机器人开展智能磨抛加工技术研究。
首先,采用基于标准球的手眼标定方法进行线激光测量坐标系与机器人加工坐标系坐标转换研究,对工作区进行分区域标定,以降低大负载机器人在不同工作区域性能指标的不同对标定结果的影响;其次,对线激光器采集的工件点云数据进行分析处理,采用距离法提取特征点,并利用三次B样条曲线拟合和基于最小二乘的曲面拟合方法求解机器人的姿态,将得到的机器人位姿与手眼标定结果相结合,实现对机器人的加工引导;最后,基于上述加工数据信息开展机器人智能识别定位与打磨加工试验测试。
实验结果表明,经一次打磨后去除的材料体积约为543mm^(3),材料去除率约为5.8mm^(3)/s,并且,提取出的点云轮廓曲线粗糙度的平均值由打磨前的0.609减少为0.097,减少率约为84.1%。
【总页数】7页(P129-135)
【作者】杨平;杨冰雅;肖硕男
【作者单位】厦门大学航空航天学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.2
【相关文献】
1.基于力控与智能编程技术的机器人磨抛工艺研究
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任务2 智能制造系统控制方案设计
检查页
根据控制方案设计情况，对任务完成情况按照验收标准进行检查验收和评价，并将验收问题及
其整改措施、完成时间进行记录。
对任务完成情况按照验收标准进行检查验收和评价，包括毛坯入库控制方式设计、毛坯出库控
制方式设计、毛坯上料控制方式设计等，并将验收问题及其整改措施、完成时间进行记录。验收
标准及评分表见表2-5，验收过程问题记录表见表2-6。
表2-5 验收标准及评分表
序号
验收项目
验收
毛坯入库控制方式设计
设计合理，能够实现 10
2
毛坯出库控制方式设计
设计合理，能够实现 10
3
毛坯、成品转运的控制方式设计
设计合理，能够实现 10
4
毛坯上料控制方式设计
设计合理，能够实现 10
10
制定计划能力
10
专业能力60分 操作符合规范
15
工作效率
10
任务验收质量
15
合计
100
创新能力加分 20
创新性思维和行动
20
总计
120
教师签名： 学生签名：
谢 谢！
计划页
按照任务书要求和获取的信息，制定制定智能制造系统控制方案，包括毛坯件出库过 程控制方案、毛坯件的加工过程控制方案等工作内容和步骤，计划应考虑到安全、绿色与环 保要素。智能制造系统控制方案工作计划见表2-2。
表2-2 控制方案
步骤 1 2 3 4 5 6
工作内容 毛坯件的出库过程控制方案 毛坯件的加工过程控制方案 成品件的检测过程控制方案
任务页
任务页
学习目标： （1）能够根据零件工艺流程，对零件智能制造系统控制方案进行设计； （2）能够掌握毛坯入库、出库、AGV搬运、数控加工上下料、智能检测等智能 制造各环节的作用和控制方式。 （3）能够团队协作完成整个方案的设计与实施。
铸造技术
铸造生产技术发展趋势以及对我国铸造行业技术改造的建议一、概述铸造是获得机械产品毛坯的主要方法之一，是机械工业重要的基础工艺，在国民经济中占有重要的位置。
我国铸造业的现状是产量大，年产铸件约1,200万吨，厂点多，达2万多个，铸造业的从业人员在120万人以上。
我国铸造行业的一大特色是改革开放以来乡镇企业迅猛发展，成为我国铸造行业的一支重要力量。
乡镇铸造厂点数已超过国有铸造厂点，乡镇铸造厂点的铸件产量约占全国铸件总产量的一半。
当前世界上工业发达国家铸造技术的发展归纳起来大致有四个目标，即：①保护环境，减少以至消除污染；②提高铸件质量和可靠性，生产优质近终形铸件；③降低生产成本；④缩短交货期。
我国铸造行业除厂点多,从业人员多,产量大以外,与发达国家相比,在质量、效率、能源与材料消耗、劳动条件与环境保护等方面都存在差距。
造成这些差距的原因是铸造厂点规模小，经济实力差，工艺和设备落后，管理水平低，从业人员素质不高。
为了消除这些差距，为了满足我国经济建设的需要，也为了铸造行业自身的存在与发展，我国的铸造行业应以提高铸件质量和经济效益为中心，面向国内和国际两个市场；加强管理，打好基础，提高企业素质；调整产业结构，合理配置资源，提倡适度规模经营；继续以适用先进的生产工艺和技术装备改造铸造行业，实现清洁化生产，保证可持续发展。
1 效益是企业发展的基础发展的基础是效益，发展又是为了实现更高的效益。
中国应该有一个高效益的铸造业。
没有效益的企业连生存也是困难的，更谈不上发展。
为了提高效益，应从以下几方面着手：①减员增效与节能降耗。
②实现专业化生产。
③采用新技术，实现科学管理。
2 质量是企业的生命质量和效益有时看似矛盾，但两者是统一的。
产品质量低劣的企业终究是不能立足的，更谈不上效益,也不可能持续发展。
提高产品质量需从以下几方面着手：①合理选购原辅材料，正确制订及严格执行有关的工艺规程。
②采用新技术、新工艺、新设备、新材料。
中国铸造供应商产品目录
单位产品名称及说明联系人电话广告供应商产品目录 Supplier Catalogue中国铸造供应商产品目录★造型制芯设备及生产线AMT上海技术中心ExOne公司ExOne® 3D打印机：ExOne® 的3D打印机技术分砂芯、砂型间接打印和金属直接打印，提供设备解决方案及打印服务；打印成本低，效率高，解决工件成型困难；广泛应用于铸件原型试制，金属功能件生产和小批量工业化量产。
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造型效率高，上下箱精确定位，合箱精度高。
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公司经营产品：静压造型线、机械化开式造型线、脉动式环形造型线、埋钢丸壳型线、浇注机、多触头造型机、气动微震造型机、旧机械化造型线改造为自动线、振动落砂机、振动输送槽、鳞板输送机等铸造设备。
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数控技术在机械加工技术中的应用研究 朱永恺
数控技术在机械加工技术中的应用研究朱永恺摘要：数控技术在机械加工中的应用，不仅能够节省人力、物力，同时还可以提高生产的效率，减少生产的成本，提高企业的经济效益和社会效益。
因此，数控技术已经被机械加工行业列为不可或缺技术之一。
本文对机械加工中的数控技术进行分析，具有一定的研究价值和意义。
关键词：数控技术；机械制造；应用方法1 机械制造中数控技术概述1.1 数控技术的内涵机械制造产业中的数控技术，实际上就是以计算机技术、机械技术、控制技术等为基础的智能化、自动化技术，这种应用范围广泛的机电一体化综合技术，也是机械制造向智能化方向发展的关键。
人为因素以及其他外部因素是影响数控技术在机械制造中应用效果的关键因素。
虽然数控技术经过长期的发展和应用已经被广泛的应用于我国的机械产品制造中。
但是，就目前而言我国的机械产品加工质量仍然存在着较大的缺陷。
因此，为了促进机械制造质量的有效提升，机械制造企业必须合理的运用数控技术才能从根本上弥补机械制造过程中存在的缺陷。
另外，机械制造企业在运用数控技术的过程中，应该充分发挥计算机技术的优势，分担企业员工的工作量，降低企业人力资源成本，促進企业经济效益的有效提升。
另外，数控技术在机械制造中的广泛应用，不仅使得机械制造的过程中更加的规范，而且促进了机械制造效率的大幅度提升。
也就是说，机械制造中应用数控技术后，操作人员只需要根据机械制造的要求调整机械设备运行的参数即可，通过系统内操作参数的要求完成机械产品的制造。
另外，由于机械制造会涉及到很多精密复杂零件的加工和制造，所以，为了确保机械制造零件符合生产技术指标的要求，操作人员必须熟练利用数控技术实时地监控机械制造的整个过程中，才能生产出精确度高且符合要求的机械零件。
1.2应用要点（1）数控技术的合理应用。
由于数控技术自身具有非常显著的优势，这一技术在机械制造中的推广和应用，不仅促进了机械制造质量和效率的全面提升，而且也为我国机械制造行业的发展指明了方向。
国家重点研发计划智能机器人重点专项拟立项的2018年
华南理工大学
汤勇 1350
3
升与验证
个性化图案智能涂装机 内蒙古第一机械集团
19 2018YFB1306300
赵文军 1313
3
器人技术与系统
有限公司
复杂曲面壁板结构搅拌
北京卫星制造厂有限
20 2018YFB1306400 摩擦焊机器人技术及系
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3
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统
面向酿造工艺流程的机 河北衡水老白干酒业
项目实 施周期 (年)
3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
3
3
3 3
16 2018YFB1306000 工业机器人云平台
阿里云计算有限公司 刘旭东 869
3
工业机器人智能故障诊 17 2018YFB1306100
西安交通大学
雷亚国 841
3
断及健康评估系统
工业机器人整机性能提
18 2018YFB1306200
多模态融合的机器人自 然交互
人机互助型冗余灵巧作 业机器人关键技术与应
用验证 穿戴式外肢体辅助作业
机器人 面向机器人应用的激光 扫描测距仪关键技术研
发与推广应用 机器人用智能六维力和 触觉传感器关键技术及
产业化 面向工业机器人的快速 高精度三维视觉测量技
术与系统 面向服务机器人的三维 视觉传感器研发及产业
黄博
*
面向铸造行业的机器人
智能化生产线研制及在 长沙长泰机器人有限
38 2018YFB1308200
李涵雄 1321
3
航天装备与发动机关键
公司
部件制造上的示范应用
Байду номын сангаас
面向定制式木工家具制
工业机器人PPT_图文
机械手 机器人走迷宫
机器人举例（视频）
机器爬虫
机器恐龙
工业机器人应用
第一节 工业机器人概述
一、工业机器人的含义 二、工业机器人的组成 三、工业机器人的特点 四、工业机器人的分类 五、工业机器人发展简况及趋向
一、工业机器人的含义
工业机器人是能模仿人体某些器官的功能( 主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改 变工作程序和编程的多用途自动操作装置。 工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调 、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣 环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处 理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和 简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门 中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
按照結构坐標系來分，可以分為 ：直角坐標型 、圓柱坐標型、球坐標型、全關節型。
二、焊接机器人的优點
穩定和提高焊接質量，保証其均勻性。 提高勞動生產率，一天可24小時連續生產。 改善工人勞動條件，可在有害環境下工作。 降低對工人操作技術的要求。 縮短產品改型換代的准備周期，減少相應的設
、大型结构件等喷漆生产线，以保证产
品的加工质量、提高生产效率、减轻操
作人员劳动强度。
二、特点
喷涂机器人在使用环境和动作要求上有 如下的特点:
① 工作环境包含易爆的喷涂剂蒸气; ② 沿轨迹高速运动，途经各点均为作
业点; ③ 多数和被喷涂件都搭载在传送带上
，边移动边喷涂，所以它需要一些特殊 性能。
2、机械本体
（1）机械本体的作用 机械本体用来支承手部、腕部和臂部，驱动装置及
其他装置也固定在机械本体上。 （2）行走机构
对用可以行走的工业机器人，它的机械本体是可以 移动的；否则，机械本体直接固定在基座上。行走机 构用来移动工业机器人。有的行走机构是模仿人的双 腿，有的只不过是轨道和车轮机构而已。 （3）驱动系统
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工业机器人智能打磨视觉系统中铸件飞边信息提取关键技术研究与应用
随着工业化的发展，智能化生产机器人已经成为了工业生产领域中不可或缺的设备。
其中，工业机器人智能打磨视觉系统是一种常用的自动化解决方案。
然而，在实际应用中，铸件的飞边往往会影响打磨效果，因此，如何准确地提取铸件飞边信息就成为了智能打磨视觉系统中的重要技术问题。
本文旨在探讨工业机器人智能打磨视觉系统中铸件飞边信息提取关键技术研究与应用。
具体而言，我们从以下几个方面进行介绍：
1.铸件飞边信息的理解与提取原理
首先，我们需要了解什么是铸件飞边以及其对打磨效果的影响。
铸件飞边是指在铸造过程中，金属液在流入模具缝隙时，由于流动速度过快或模具表面杂质等因素导致形成的边缘。
这些飞边会影响铸件的美观度、尺寸精度等方面，同时也会影响打磨效果。
因此，在智能打磨视觉系统中，准确地提取铸件飞边信息是解决铸件打磨问题的关键。
为了提取铸件飞边信息，我们可以使用图像处理技术，通过对铸件表面图像的处理，提取出铸件飞边的位置和形态信息。
图像处理技术的具体实现包括灰度化、边缘检测、二值化、形态学处理等步骤。
通过这些步骤，可以将铸件表面图像中的飞边识别出来并进行标记。
2.铸件飞边信息提取关键技术
铸件飞边信息的提取，关键在于如何准确地识别铸件表面的边缘信息。
这里，我们介绍几种常见的铸件飞边信息提取关键技术：（1）灰度化：将铸件表面图像转换成灰度图像，使得图像中的边缘信息更加明显。
（2）边缘检测：利用Sobel算子、Canny算子等边缘检测算法，检测出铸件表面中的边缘信息。
（3）二值化：根据灰度值的阈值，将灰度图像转换为二值图像，使得飞边信息更加清晰。
（4）形态学处理：通过腐蚀、膨胀等形态学处理方法，进一步增强铸件飞边信息的边缘特征。
通过上述关键技术的组合使用，可以有效地提取出铸件飞边的位置和形态信息，并用于智能打磨视觉系统中的自动化打磨过程中。
3.应用案例
最后，我们介绍一下工业机器人智能打磨视觉系统中铸件飞边信息提取技术的应用案例。
该案例中，我们采用了基于灰度化、边缘检测、二值化和形态学处理等关键技术的铸件飞边信息提取方法，并将其应用于智能打磨视觉系统中。
通过实验结果的验证，该方法能够有效地提取出铸件表面的飞边信息，并将其准确地标记出来。
在自动化打磨过程中，这些标记信息被用于控制工业机器人的运动轨迹，使得智能打磨系统能够对铸件表面的飞边进行精准的打磨。
综上所述，工业机器人智能打磨视觉系统中铸件飞边信息提取关键技术的研究与应用是智能制造技术发展的重要方向之一。
通过不断地研究和探索，我们相信这项技术将会在未来的工业生产中发挥越来越重要的作用。