相對于傳統的刀具切削,現代激光切割技術(shù)現已廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中,成為機械加工領(lǐng)域“削鐵如泥”的“寶劍”。在大型工件的激光切割過(guò)程中,在激光切割作業(yè)完成之后,往往需要通過(guò)先進(jìn)的工業(yè)視覺(jué)相機對機械手進(jìn)行視覺(jué)引導,以便根據工件位置的變化實(shí)時(shí)調整其位置,抓取工件并堆疊,從而順利地完成整個(gè)柔性化、高效率的激光切割加工任務(wù)。
視覺(jué)引導的關(guān)鍵
隨著(zhù)機器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展,在傳統工業(yè)機械手應用領(lǐng)域,引入3D工業(yè)相機來(lái)增強機械手的感知能力、提高其智能水平,正成為機械手進(jìn)入更高應用水平的標志之一。
通過(guò)3D相機,其獲取信息量大、檢測范圍大、精度高,可以幫助機械手進(jìn)行目標的識別,準確快速地獲取目標的位置及姿態(tài),然后通過(guò)空間坐標系轉換就能求得機械手手爪相對于目標之間的位姿關(guān)系。最后,根據機械手手爪與目標間的位姿信息進(jìn)行抓取規劃,給出工業(yè)機械手接近目標的最優(yōu)路徑、夾持方法和抓取點(diǎn)等控制信息,從而引導工業(yè)機械手準確的對工件目標進(jìn)行抓取。
基于3D相機的視覺(jué)引導,機械手可以根據所完成工件目標的變化隨時(shí)調整抓取處理方式,為實(shí)現產(chǎn)品的柔性化和高效率在制工件處理提供了必要的條件。同時(shí),還可以對生產(chǎn)過(guò)程中由于生產(chǎn)線(xiàn)本身的機械變化對產(chǎn)品的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)的調校、二次定位,提高產(chǎn)品的處理
準確度和精度,保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
中國某領(lǐng)先工程機械制造商生產(chǎn)的激光切割設備中,機械手的作用主要是對大型鋼構件進(jìn)行定位,需要找到一套3D工業(yè)相機系統來(lái)引導機械手對鋼構件的外形輪廓進(jìn)行快速掃描,從而找到工件中心位置,同時(shí)得出高度信息,并將這些數據給到下位機,引導機械手完成抓取和堆疊作業(yè)。
這一設備的視覺(jué)引導部分面臨的挑戰主要在于工件較大,要保證整個(gè)系統的精度,對系統標定要求非常高;另外,對于相機的分辨率也有很高的要求。
“眼界”與眾不同
堡盟(Baumer)公司針對這一應用提供的LXG-20M.3D相機,其突出的優(yōu)勢在于,針對大視野工件的3D定位,該客戶(hù)可以根據自身需求隨意進(jìn)行硬件搭配,比如可以根據檢測視野的不同隨意搭配不同功率和寬度的激光,可以隨意搭配不同焦距的鏡頭,其靈活度遠超各類(lèi)集成式3D產(chǎn)品相機。
在軟件方面,由于LXG-20M.3D相機內置三角測量軟件,該客戶(hù)可以根據自身需求開(kāi)發(fā)定制化的應用軟件,簡(jiǎn)化了自主開(kāi)發(fā)的難度,節省了研發(fā)時(shí)間。另外,該軟件是直接在相機端處理,比PC端再進(jìn)行處理速度更快,大大提高了檢測效率。
在該客戶(hù)看來(lái),LXG-20M.3D相機穩定性好、信噪比高,成像質(zhì)量好;而且簡(jiǎn)單易用、系統搭建靈活,可以幫助其節約集成成本?;贚XG-20M.3D相機,該客戶(hù)計劃進(jìn)行更多的應用軟件部分的開(kāi)發(fā)。
隨著(zhù)全球工業(yè)化的迅速發(fā)展,高效率的生產(chǎn)線(xiàn),以及小批量多品種的柔性生產(chǎn)模式已然成為制造業(yè)發(fā)展的新趨勢。因此,提高激光加工設備的加工質(zhì)量、工作效率、對環(huán)境的適應力以及拓展機器人視覺(jué)引導的應用范圍,無(wú)疑將成為提升產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化與柔性的關(guān)鍵所在。而堡盟(Baumer)公司的工業(yè)相機技術(shù),將使得激光加工設備及其制造商的“眼界”與眾不同。