應(yīng)用案例 | 基于三維機器視覺的銷軸銷套深框抓取上料解決方案
發(fā)布時間：2024-03-22 11:55:17 作者：顯揚科技
隨著科技的不斷發(fā)展，機器人技術(shù)不斷革新，并逐漸滲透到各行業(yè)的各個環(huán)節(jié)。在機器人技術(shù)的幫助下，各行業(yè)的生產(chǎn)力不斷增強，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械裝配或生產(chǎn)過程中，對銷軸和銷套進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，在抓取時容易掉落。
如何實現(xiàn)精確的插入和拔出操作，確保銷軸準(zhǔn)確地插入銷套，并能在需要時順利拔出，一直是困擾工廠的一個問題。
Part.1 傳統(tǒng)銷軸銷套深框抓取上料的痛點
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強度大，這對于實現(xiàn)大規(guī)模和高效生產(chǎn)來說存在一些挑戰(zhàn)和限制，其痛點主要如下：
1.銷軸、銷套種類多，人工頻繁搬運上料勞動強度較大，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)定生成點云數(shù)據(jù)，識別難度大。
另外，由于高產(chǎn)量要求，生產(chǎn)線不得不連續(xù)運作。操作員在操作時，由于疲勞、注意力不集中或者經(jīng)驗不足等因素，容易抓取和放置錯誤，無法滿足高速抓取和放置動作的準(zhǔn)確性和一致性，對企業(yè)具有較大負(fù)面影響。
Part.2 解決方案
引入3D視覺+機械臂抓取上料方案，進行自動化改造，形成自動化抓取系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含以下內(nèi)容：
1.3D相機：捕捉銷軸銷套深框的準(zhǔn)確三維坐標(biāo)信息，為機械臂提供精確的實時定位信息。?
2.工業(yè)機械臂：執(zhí)行抓取放置任務(wù)的機械臂，需要具備足夠的負(fù)載能力和精度去實現(xiàn)準(zhǔn)確、穩(wěn)定的抓取動作。
3.夾具：連接在機械臂上的執(zhí)行器，負(fù)責(zé)抓取和放置銷軸銷套。
4.控制系統(tǒng)：包括機機械臂控制器、視覺處理模塊等，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和控制整個系統(tǒng)的運行。
5.智能算法：包括物體識別、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 項目流程
1.3D相機拍照：3D相機對工作區(qū)域進行掃描，獲取實時的三維點云數(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.定位識別：3D視覺系統(tǒng)實時監(jiān)測工作區(qū)域，根據(jù)訓(xùn)練好的模型，識別銷軸銷套的位置，并即時反饋給機械臂控制系統(tǒng)。
4.抓取上料：機械臂控制系統(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。
Part.4 通訊協(xié)議
Part.5 方案優(yōu)勢
1.高精度：采用顯揚科技3D結(jié)構(gòu)光相機，高精度，可對體積較小、表面反光的銷軸銷套生成高質(zhì)量的點云數(shù)據(jù)。
2.高效率：采用3D視覺+機械臂實現(xiàn)自動化操作，能夠?qū)崟r反饋數(shù)據(jù)，提高上料過程的效率。
3.適應(yīng)性強：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別，具有較強的靈活通用性。
4.安全性能高：配備三維視覺的系統(tǒng)可以實時監(jiān)測周圍環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)障礙物或異常情況，確保抓取上料操作的安全。
顯揚科技由香港中文大學(xué)博士團隊創(chuàng)建，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機器視覺系統(tǒng)，以及智能工業(yè)機器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機器視覺設(shè)備精度能達亞微米級，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達310幀，此外還具有高精度、大景深、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，可實現(xiàn)高效率機器人引導(dǎo)，以及工業(yè)檢測與測量。顯揚科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線、物流樞紐以及對測量精度要求高的精密制造、軍工航天、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等。
