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智能3D傳感器與機(jī)器人是如何集成工作的?

工程師 ? 來源:傳感器專家網(wǎng) ? 作者:傳感器專家網(wǎng) ? 2020-10-16 09:58 ? 次閱讀
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制造公司必須使他們的生產(chǎn)和分銷系統(tǒng)自動(dòng)化以保持領(lǐng)先地位,否則他們將面臨競爭對手的挑戰(zhàn)。通過機(jī)器人傳感器技術(shù),可實(shí)現(xiàn)低成本,高產(chǎn)量和多動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)架構(gòu)來快速響應(yīng)客戶需求量。

本文探討了如何將3D智能傳感器與機(jī)器人緊密集成,從而基于從3D掃描數(shù)據(jù)得出的“智能”運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)許多動(dòng)態(tài)制造過程。

機(jī)器人配置智能3D傳感器的方法

常用的方法有兩種,一是安裝在框架上,二是安裝在機(jī)器人上。

1.安裝在框架上

在機(jī)架安裝系統(tǒng)中,傳感器處于與機(jī)器人分離的固定位置。傳感器掃描工作區(qū)域以定位對象,并將姿勢數(shù)據(jù)傳送到機(jī)械臂。需要進(jìn)行校準(zhǔn)以建立傳感器坐標(biāo)系和機(jī)器人坐標(biāo)系之間的關(guān)系(通常稱為“手對眼”校準(zhǔn)),以便可以由機(jī)器人拾取3D點(diǎn)云中標(biāo)識(shí)的對象。

3D智能傳感器執(zhí)行校準(zhǔn),點(diǎn)云采集,零件定位和機(jī)器人通信。機(jī)器人執(zhí)行路徑規(guī)劃邏輯,該邏輯可以準(zhǔn)確有效地移動(dòng)末端執(zhí)行器以拾取零件。

機(jī)器人安裝的傳感器,用于掃描和檢查大型目標(biāo)。資料來源:LMI Technologies

框裝方法在箱揀貨中很常見,其中掃描數(shù)據(jù)是一個(gè)點(diǎn)云,其中包含箱中同一對象的許多隨機(jī)堆疊的部分。智能本地化軟件處理點(diǎn)云,以識(shí)別下一個(gè)要拾取的零件(通常位于堆的頂部)并進(jìn)入制造過程。

除了用于拾取和放置的對象檢測之外,傳感器還可以用于目標(biāo)的測量和質(zhì)量檢查,其中機(jī)器人會(huì)將要檢查的對象提供給傳感器,并做出通過/不通過決策。

2.安裝在機(jī)械臂(手上)

在此配置中,傳感器安裝在機(jī)器人末端執(zhí)行器上,并引導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行實(shí)時(shí)定位和關(guān)鍵任務(wù),例如焊縫跟蹤或組裝。

在機(jī)器人手臂上安裝了傳感器的系統(tǒng)所需的校準(zhǔn)通常稱為“手眼”校準(zhǔn)。在保證準(zhǔn)確性的同時(shí),“牽手眼”系統(tǒng)具有高度的靈活性,能夠克服固定工作環(huán)境的局限性,并且可以檢查具有許多被遮擋區(qū)域的大型目標(biāo)。

傳感器與機(jī)器人集成的關(guān)鍵要素:“非智能”與智能方法

1.溝通

與標(biāo)準(zhǔn)的“非智能”傳感器相比,3D智能傳感器的第一個(gè)主要優(yōu)勢是它們可以直接與機(jī)器人通信。標(biāo)準(zhǔn)傳感器通常通過主機(jī)PC與機(jī)器人通信,這會(huì)增加延遲,系統(tǒng)成本和集成復(fù)雜性。

2.校準(zhǔn)。

傳感器-機(jī)器人校準(zhǔn)的目的是建立傳感器的坐標(biāo)系與機(jī)器人坐標(biāo)系之間的關(guān)系。 這導(dǎo)致了轉(zhuǎn)換,該轉(zhuǎn)換將位于3D點(diǎn)云中的零件(傳感器坐標(biāo))轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以通過其運(yùn)動(dòng)/編碼器子系統(tǒng)(機(jī)器人坐標(biāo))拾取的姿勢。

校準(zhǔn)例程通常需要進(jìn)行簡短的培訓(xùn)設(shè)置,在此過程中,已知的偽影會(huì)在幾個(gè)方向上呈現(xiàn)給傳感器(例如球桿)。 分析所得的掃描以提取姿勢數(shù)據(jù)并建立6自由度轉(zhuǎn)換,該轉(zhuǎn)換將球桿位置從3D掃描轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的機(jī)器人位置。

3.測量算法開發(fā)。

3D智能傳感器提供內(nèi)置的測量工具和控制決策,使機(jī)器人系統(tǒng)能夠測量和檢查目標(biāo)物體。 如果沒有昂貴的第三方軟件和外部PC,“非智能”傳感器將無法提供這些相同的檢查功能。

由于您無需編寫任何機(jī)器人程序或校準(zhǔn)例程,也無需添加第三方軟件或PC,因此使用3D智能傳感器可快速部署解決方案。 如果想實(shí)現(xiàn)更高靈活性和控制力,則可以選擇使用軟件開發(fā)套件來開發(fā)自定義工具并將其嵌入到傳感器中。

智能3D機(jī)器人視覺可用于汽車間隙和沖洗檢查。資料來源:LMI Technologies

視覺引導(dǎo)機(jī)器人(VGR)的優(yōu)點(diǎn)

通常,機(jī)器人會(huì)盲目地重復(fù)移動(dòng)到其工作范圍內(nèi)的已知位置。借助智能3D機(jī)器人視覺引導(dǎo),機(jī)器視覺可根據(jù)傳感器的視線提升機(jī)器人以執(zhí)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng),從而使機(jī)器人在制造過程中獲得更大的價(jià)值。

VGR已在許多行業(yè)中使用,包括包裝與物流,汽車,制藥,醫(yī)療,電子,食品和飲料。產(chǎn)品和批生產(chǎn)之間的切換是由軟件控制的,并且非??焖?,無需進(jìn)行機(jī)械調(diào)整。

VGR的制造優(yōu)勢:

將非智能機(jī)器人擴(kuò)展到更智能的應(yīng)用程序中

高殘留系統(tǒng)價(jià)值,即使更改產(chǎn)量

高機(jī)器效率,可靠性和靈活性

進(jìn)一步降低了體力勞動(dòng)成本

VGR行業(yè)應(yīng)用示例:

最常見的VGR應(yīng)用是拾取和放置,傳感器安裝在工作區(qū)域上,機(jī)器人在該工作區(qū)域中執(zhí)行拾取和放置運(yùn)動(dòng)(例如,將零件從傳送帶轉(zhuǎn)移到箱子)。

VGR的另一個(gè)常見應(yīng)用是零件檢查,其中機(jī)器人上的操縱器將傳感器移動(dòng)到工件上的各種特征以進(jìn)行檢查(例如,車身上的間隙和齊平檢查,或孔和螺柱尺寸公差)。

最后,VGR的最復(fù)雜的應(yīng)用是機(jī)器人上的機(jī)械手拾取包含多個(gè)傳感器的“夾具”,并進(jìn)行編程以拾取工件并使用傳感器反饋引導(dǎo)其插入更大的組件中(例如,門板或擋風(fēng)玻璃插入)。

來源:傳感器專家網(wǎng)

責(zé)任編輯:haq

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