本文结合国家863项目“高速包装机器人及其成套装备”,并根据袋装奶企业的实际生产需要设计研发了基于机器视觉的轻型高速并联机械手的袋装奶装箱生产线。整个控制系统视觉识别系统与运动控制系统通过Lab VIEW集成为一体,为基于“PC+运动控制卡”的控制系统,视觉系统为基于以太网通信的CCD智能相机开发,运动控制系统为基于“运动控制卡+伺服驱动器+伺服电机”开发。本文所做的工作如下:(1)根据企业实际生产的需要,完成对袋装奶装箱线的功能需求分析,确定袋装奶装箱线的整体布局方案,并对袋装奶抓取动作进行分析,以此确定选用具有4个自由度的Delta-4并联机器人。(2)根据袋装奶装箱线的性能要求,完成了关键硬件的选型工作以及关键设备之间的通讯接口设计。(3)基于袋装奶的外形轮廓,设计了基于几何形状匹配的视觉识别系统,视觉识别系统采用单目视觉fixed in workspace的安装方式。为提升匹配速度,保证匹配精度,利用图像压缩、灰度二值化和形态学滤波等图像处理方法提取模板和处理相机所获取的图片。(4)为简化系统,本课题将视觉系统与运动控制系统集成为一体。袋装奶抓取采用基于位置计算的伺服控制方法,并完成了包括Delta-4并联机器人正逆解分析、轨迹规划、抓取装箱路径规划、袋装奶动态跟踪和抓取任务分配等设计。(5)设计了机器人示教、点动、标定等功能,并通过实际运行验证所设计的控制系统的稳定性。