机器人因其高效灵活与精准稳定的特点,适用于流水线上工件的抓取。对于来料位置随意,易变形且尺寸切割误差大的大尺寸柔性工件,如何完成对工件的定位并调整工件的形状,从而让机器人准确抓取工件,是机器人智能化操作的关键。将机器视觉技术运用到机器人抓取过程中,使机器人具有人眼的功能,通过机器视觉引导机器人完成对工件的抓取具有重要研究意义。本文以海绵床垫生产的实际需求为切入点,对基于机器视觉的大尺寸柔性工件抓取过程进行了研究,构造了一套具有视觉信息的机器人抓取系统,主要研究内容如下:(1)根据工件的特性对系统的硬件进行选型,针对当前市场对大范围打光技术研究的不足,设计了一套满足大尺寸工件照明需求的光源系统,保证了获取图像的质量;(2)设计了一种机器视觉引导系统,建立了机器人、相机和工件三者坐标系之间的数学模型。利用张正友标定法消除了相机的畸变,解决了相机“看得准”的问题;利用针孔相机模型推导出了手眼变换矩阵和像素密度与工件高度之间的转换关系,为机器人确定工件的抓取位置和姿态提供了数学支撑。(3)研究了基于角点的定位算法和基于轮廓差的纠偏算法。针对大尺寸工件来料位置随意问题,应用改进Hough变换求出工件的中心位置和旋转角度,实现了工件的自动定位,为抓取机器人提供了目标点的位置和姿态;针对柔性工件易变形,尺寸裁切不准确导致床垫复合精度差的问题,提出了基于工件轮廓差的自适应纠偏算法,实现了工件抓取过程中的自动纠偏,保证了产品精度。(4)在定位和纠偏关键视觉算法的研究基础上,设计了大尺寸柔性工件抓取系统,测试了基于机器视觉的工件定位和纠偏算法的有效性,并进行了实际的抓取试验。试验结果表明,本文研究的大尺寸柔性工件抓取系统的平均工作节拍小于20 s,复合精度在2 mm以内,满足实际生产要求。