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技術(shù)應(yīng)用

基于機(jī)器人的工廠自動化系統(tǒng)

2025China.cn   2015年09月17日

  西克中國的目標(biāo):成為柔性自動化的參與者,而機(jī)器人是柔性自動化的一部分。

  一、機(jī)器人柔性自動化

  柔性自動化生產(chǎn)技術(shù)簡稱柔性制造技術(shù),它以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo),以數(shù)控技術(shù)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(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制、信息、監(jiān)測、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真、質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理等技術(shù)。

  那什么是基于機(jī)器人的柔性自動化呢?

  簡單來說,就是機(jī)器人單元的建立以便在生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

  易于配置

  可能適應(yīng)于有差異的產(chǎn)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(jī)器人柔性自動化的基本原理:

 

 

  二、兩種基于機(jī)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(zhì)量圖像數(shù)據(jù)的3D 相機(jī),和用于3D圖形匹配的零部件CAD 文件,以及用于機(jī)器人集成的工具。它的作用就是使機(jī)器人拾取箱體中的物體。

 

 

  上圖所示為箱體內(nèi)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(diǎn)云數(shù)據(jù),以及相應(yīng)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(yīng)的碰撞,重疊計(jì)算處理;與機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的通訊;對系統(tǒng)進(jìn)行配置;基于3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)選擇拾取的零部件,并向機(jī)器人控制器輸出對應(yīng)的坐標(biāo)。

  下圖為PLB 視覺傳感器的掃描范圍示意圖:

 

 

  其中3D 相機(jī)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(nèi)部有一個旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),能夠帶動激光線旋轉(zhuǎn)一定的角度,如下圖所示,因此,3D 相機(jī)固定安裝,通過內(nèi)部裝置的旋轉(zhuǎn),能夠測量到相機(jī)下方的3D 場景。

 

 

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  三、PLR 視覺系統(tǒng)

  PLR 是一個獨(dú)立的視覺系統(tǒng),它包含了相應(yīng)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(jìn)行定位,以便機(jī)器人對部件進(jìn)行抓取。

 

 

  它是基于2D 視覺+3D 視覺原理來進(jìn)行定位,2D 視覺是對特定部位進(jìn)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(jì)算該部件的傾斜角度。

  下圖為PLR 視覺系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖:

 

 

  下圖是PLR 系統(tǒng)的基本構(gòu)成示意圖:

 

 

  首先通過PLR 設(shè)備對部件的特定區(qū)域進(jìn)行學(xué)習(xí)。在定位過程中,基于特征部位的縮放大小,X,Y,Z 偏移量進(jìn)行初步定位。如果精度不在范圍內(nèi),需要機(jī)器人調(diào)整相機(jī)的姿態(tài)和位置,對相機(jī)重新對齊,直到滿足在一定的精度范圍內(nèi)。

  PLR 和PLB 視覺系統(tǒng)結(jié)合機(jī)器人在汽車行業(yè),機(jī)械制造與零部件供應(yīng)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。上述技術(shù)的深度應(yīng)用將會為機(jī)器人應(yīng)用注入新興力量,并隨之帶來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。西克中國可依托該市場環(huán)境及自身產(chǎn)品優(yōu)勢,加強(qiáng)此技術(shù)應(yīng)用的推廣,從而取得與客戶的共贏。

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