本項(xiàng)目源于上汽大眾生產(chǎn)過程中遇到的實(shí)際問題：公司每天會(huì)收到大量堆放在托盤上的物料箱，需要將其逐個(gè)拆解下來。目前公司完全采用工人手動(dòng)解垛的方案，然而人工解垛不僅效率低下，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全隱患多，因此希望使用工業(yè)機(jī)器人完成解垛工作。本項(xiàng)目圍繞物料箱解垛問題，對(duì)物料箱的識(shí)別和定位方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)和制造符合解垛需求的末端執(zhí)行裝置， 結(jié)合機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)開展軌跡規(guī)劃，設(shè)計(jì)制造了能夠?qū)⒍讯馕锪舷浣舛獾臋C(jī)器人系統(tǒng)。

總體目標(biāo)是設(shè)計(jì)制造一個(gè)能夠?qū)⒍讯獾膹?fù)雜物料箱解垛的機(jī)器人系統(tǒng)，具體包括：基于視覺識(shí)別技術(shù)的物料箱標(biāo)定，識(shí)別和定位系統(tǒng)；基于視覺識(shí)別的物料箱解垛順序自主決策方法；基于視覺識(shí)別結(jié)果和抓取順序的工業(yè)機(jī)器人軌跡規(guī)劃，以及抓取動(dòng)作的時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，生成安全快速平穩(wěn)的軌跡；設(shè)計(jì)并制造符合解垛需求的末端執(zhí)行器，完成末端執(zhí)行器的控制設(shè)計(jì)；以及視覺識(shí)別定位，機(jī)器人軌跡規(guī)劃和末端執(zhí)行器的模塊串聯(lián)。

分析任務(wù)需求，制定總體方案，將任務(wù)分解為視覺識(shí)別、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與夾具設(shè)計(jì)制造三個(gè)主要部分開展研究。視覺視覺部分通過前序圖像處理輔以機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別，基于深度相機(jī)實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)精度位姿估計(jì)，滿足抓取誤差要求。運(yùn)動(dòng)規(guī)劃部分生成末端姿態(tài)約束下無碰撞路徑，結(jié)合時(shí)間最優(yōu)軌跡規(guī)劃，生成安全快速平穩(wěn)的軌跡。夾具設(shè)計(jì)制造部分結(jié)合三維建模與有限元仿真，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電機(jī)選型、控制設(shè)計(jì)和制造調(diào)試，可進(jìn)入較小間隙完成抓取。最后串聯(lián)三大模塊完成解垛機(jī)器人系統(tǒng)功能性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。