西克中國的目標:成為柔性自動化的參與者,而機器人是柔性自動化的一部分。
一、機器人柔性自動化
柔性自動化生產技術簡稱柔性制造技術,它以工藝設計為先導,以數(shù)控技術為核心,是自動化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測等過程的先進生產技術。它涉及到計算機、網絡、控制、信息、監(jiān)測、生產系統(tǒng)仿真、質量控制與生產管理等技術。
那什么是基于機器人的柔性自動化呢?
簡單來說,就是機器人單元的建立以便在生產過程中能比較容易地根據(jù)需求作出改變。
柔性自動化有以下要求:
標準化設計
易于配置
可能適應于有差異的產品
可靠
對于終端用戶來說,柔性自動化能夠:
降低操作成本
降低投資成本
改善工作環(huán)境
機器人柔性自動化的基本原理:
二、兩種基于機器人的零部件抓取的解決方案
PLB 視覺系統(tǒng):
PLB 主要用于箱體中零部件的定位,它包含一個用于獲取高質量圖像數(shù)據(jù)的3D 相機,和用于3D圖形匹配的零部件CAD 文件,以及用于機器人集成的工具。它的作用就是使機器人拾取箱體中的物體。
上圖所示為箱體內零部件拾取系統(tǒng)的組成部分。其中PLB系統(tǒng)包含了3D視覺系統(tǒng),用于獲取箱體部分的3D點云數(shù)據(jù),以及相應的軟件。其功能主要包含:讀取抓具和零部件的3D CAD文件模型數(shù)據(jù),做相應的碰撞,重疊計算處理;與機器人進行相應的通訊;對系統(tǒng)進行配置;基于3D點云數(shù)據(jù)選擇拾取的零部件,并向機器人控制器輸出對應的坐標。
下圖為PLB 視覺傳感器的掃描范圍示意圖:
其中3D 相機為 ScanningRuler ,它發(fā)出一條紅色的激光線,能測量物體的輪廓,由于內部有一個旋轉機構,能夠帶動激光線旋轉一定的角度,如下圖所示,因此,3D 相機固定安裝,通過內部裝置的旋轉,能夠測量到相機下方的3D 場景。
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三、PLR 視覺系統(tǒng)
PLR 是一個獨立的視覺系統(tǒng),它包含了相應的軟件和工具,能夠在卸載過程中(de-racking)對零部件特定的部位進行定位,以便機器人對部件進行抓取。
它是基于2D 視覺+3D 視覺原理來進行定位,2D 視覺是對特定部位進行圖像匹配,3D 視覺是它能夠發(fā)出十字形的激光線,用于計算該部件的傾斜角度。
下圖為PLR 視覺系統(tǒng)的應用示意圖:
下圖是PLR 系統(tǒng)的基本構成示意圖:
首先通過PLR 設備對部件的特定區(qū)域進行學習。在定位過程中,基于特征部位的縮放大小,X,Y,Z 偏移量進行初步定位。如果精度不在范圍內,需要機器人調整相機的姿態(tài)和位置,對相機重新對齊,直到滿足在一定的精度范圍內。
PLR 和PLB 視覺系統(tǒng)結合機器人在汽車行業(yè),機械制造與零部件供應等領域有廣泛的應用前景。上述技術的深度應用將會為機器人應用注入新興力量,并隨之帶來產業(yè)結構優(yōu)化。西克中國可依托該市場環(huán)境及自身產品優(yōu)勢,加強此技術應用的推廣,從而取得與客戶的共贏。
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