應(yīng)用案例 | 基于三維機(jī)器視覺的銷軸銷套深框抓取上料解決方案

發(fā)布時(shí)間：2024-03-22 11:55:17     作者：顯揚(yáng)科技

隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)不斷革新，并逐漸滲透到各行業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。在機(jī)器人技術(shù)的幫助下，各行業(yè)的生產(chǎn)力不斷增強(qiáng)，生產(chǎn)效率也得到了極大的提高。

銷軸銷套深框抓取是指在機(jī)械裝配或生產(chǎn)過程中，對(duì)銷軸和銷套進(jìn)行抓取和定位的操作。由于銷軸是一種圓柱形零件，通常帶有凸起的幾何特征，在抓取時(shí)容易掉落。

如何實(shí)現(xiàn)精確的插入和拔出操作，確保銷軸準(zhǔn)確地插入銷套，并能在需要時(shí)順利拔出，一直是困擾工廠的一個(gè)問題。

Part.1 傳統(tǒng)銷軸銷套深框抓取上料的痛點(diǎn)

在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)線中，銷軸銷套的抓取和上料通常使用人工操作。由于銷軸銷套具有一定重量，頻繁地抓取上料勞動(dòng)強(qiáng)度大，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模和高效生產(chǎn)來說存在一些挑戰(zhàn)和限制，其痛點(diǎn)主要如下：

1.銷軸、銷套種類多，人工頻繁搬運(yùn)上料勞動(dòng)強(qiáng)度較大，生產(chǎn)效率無法滿足生產(chǎn)需求。

2.銷軸銷套亂序擺放在深框內(nèi)，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)抓取。

3.軸類工件表面具備反光特性，難以穩(wěn)定生成點(diǎn)云數(shù)據(jù)，識(shí)別難度大。


另外，由于高產(chǎn)量要求，生產(chǎn)線不得不連續(xù)運(yùn)作。操作員在操作時(shí)，由于疲勞、注意力不集中或者經(jīng)驗(yàn)不足等因素，容易抓取和放置錯(cuò)誤，無法滿足高速抓取和放置動(dòng)作的準(zhǔn)確性和一致性，對(duì)企業(yè)具有較大負(fù)面影響。

Part.2 解決方案

引入3D視覺+機(jī)械臂抓取上料方案，進(jìn)行自動(dòng)化改造，形成自動(dòng)化抓取系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含以下內(nèi)容：

1.3D相機(jī)：捕捉銷軸銷套深框的準(zhǔn)確三維坐標(biāo)信息，為機(jī)械臂提供精確的實(shí)時(shí)定位信息。?

2.工業(yè)機(jī)械臂：執(zhí)行抓取放置任務(wù)的機(jī)械臂，需要具備足夠的負(fù)載能力和精度去實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定的抓取動(dòng)作。

3.夾具：連接在機(jī)械臂上的執(zhí)行器，負(fù)責(zé)抓取和放置銷軸銷套。

4.控制系統(tǒng)：包括機(jī)機(jī)械臂控制器、視覺處理模塊等，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。

5.智能算法：包括物體識(shí)別、定位、路徑規(guī)劃等算法，用于調(diào)整抓取方案，以適應(yīng)不同工況和物料狀態(tài)，確保系統(tǒng)能夠正確執(zhí)行任務(wù)。



Part.3 項(xiàng)目流程

1.3D相機(jī)拍照：3D相機(jī)對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行掃描，獲取實(shí)時(shí)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并提取銷軸銷套深框的形狀、尺寸、顏色等特征。

2.算法處理：利用三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立銷軸銷套的三維物體模型，確定目標(biāo)物體的形狀、位置和姿態(tài)。

3.定位識(shí)別：3D視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作區(qū)域，根據(jù)訓(xùn)練好的模型，識(shí)別銷軸銷套的位置，并即時(shí)反饋給機(jī)械臂控制系統(tǒng)。

4.抓取上料：機(jī)械臂控制系統(tǒng)根據(jù)目標(biāo)位置和姿態(tài)信息規(guī)劃抓取路徑，精準(zhǔn)地抓取銷軸銷套放置到指定上料臺(tái)。



Part.4 通訊協(xié)議


Part.5 方案優(yōu)勢(shì)

1.高精度：采用顯揚(yáng)科技3D結(jié)構(gòu)光相機(jī)，高精度，可對(duì)體積較小、表面反光的銷軸銷套生成高質(zhì)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。



2.高效率：采用3D視覺+機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，能夠?qū)崟r(shí)反饋數(shù)據(jù)，提高上料過程的效率。


3.適應(yīng)性強(qiáng)：該系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同形狀和尺寸的銷軸銷套深框的高精度識(shí)別，具有較強(qiáng)的靈活通用性。

4.安全性能高：配備三維視覺的系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境，及時(shí)發(fā)現(xiàn)障礙物或異常情況，確保抓取上料操作的安全。

顯揚(yáng)科技由香港中文大學(xué)博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機(jī)器視覺設(shè)備精度能達(dá)亞微米級(jí)，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)器人引導(dǎo)，以及工業(yè)檢測(cè)與測(cè)量。顯揚(yáng)科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對(duì)采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對(duì)測(cè)量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。