SCARA机器人和图像处理实验教学平台设计

尤 波， 武江博， 李东洁， 李佳钰， 孙明晓

（1.哈尔滨理工大学自动化学院，哈尔滨 150080；2.黑龙江省复杂智能系统与集成重点实验室，哈尔滨 150080）

0 引 言

随着“中国制造2025”战略的发展，培养科学基础厚、工程能力强、综合素质高的工程科技人才，对建设制造强国和创新型国家具有重要意义［1］。

机器人和图像处理技术是智能制造的关键技术，为推进新工科建设，满足人才培养的要求，提高自动化专业人才培养质量，结合学校特色，本文搭建了SCARA四轴机械臂教学实验平台。为专业基础知识的实践提供平台支撑，针对图像处理和机械臂控制等内容进行全面训练。通过该实验平台的实践，提高学生的实践能力和综合应用知识能力，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力，有利于培养学生的工程实践能力和创新能力［2-5］。

1 总体设计方案

1.1 实验系统组成

如图1 所示，实验硬件平台主要由四部分组成，机器人视觉系统，SCARA四轴机器人，数字震动送料器，待装配的保险片、保险盒和工作台。机器人视觉系统主要是通过设计高效的图像检测算法，完成实时、准确的保险片检测；数字上料系统是自动送料模块，提高自动化工作效率；可编程控制机械臂，实现自动化的保险片插接任务。

图1 插接机器人结构图

1.2 系统工作流程

如图2 所示，首先震动送料器通过送料通道，把保险片传送到夹取点，然后工业摄像头采集保险片图像，通过网络协议传送到电脑，使用VS2015 ＋Opencv3.0软件环境，对采集的图像进行检测，识别出保险片类别，最后通过机器人编程软件，根据保险片类别和示教学习的坐标位置信息，编程精准控制机械臂，进行保险片夹取，并将保险片插接到保险盒的正确位置，实现自动化插接任务。……