導讀

工廠產(chǎn)線中的人工物料分揀方式存在著許多不確定性問題，工業(yè)企業(yè)期待通過自動化上下料實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。高精度3D相機+零代碼編寫算法模塊+智能機械臂，友思特將單個視覺產(chǎn)品相結(jié)合，形成一站式自動化上下料解決方案，顯著地提高了生產(chǎn)線效率與智能化程度。

項目背景

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造中，生產(chǎn)線上通常以人工的方式進行物料分揀、上下料等工作流程。然而，這種方式存在著諸多問題，如人工操作的疲勞程度大、生產(chǎn)效率低下、操作誤差率高，以及對于形狀、尺寸、重量不規(guī)則的零部件難以準確處理等挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式還難以適應市場需求的快速變化和個性化定制的要求。因此，數(shù)字化轉(zhuǎn)型和自動化生產(chǎn)成為了企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必然選擇。

結(jié)合雙目散斑3D視覺引導機械臂實現(xiàn)自動化上下料應用方案成為汽車零部件企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)路徑之一。

雙目散斑3D視覺技術(shù)能夠精確捕捉、測量和分析物體的三維形狀和表面特征，結(jié)合機械臂控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對零部件的高精度定位、抓取和放置，而不受物體形狀、大小和布局位置的限制。這項技術(shù)可以提高生產(chǎn)線的柔性和智能化程度，滿足汽車零部件生產(chǎn)中對于精度、效率和安全性的要求。

項目情況與需求

某大型汽車零部件廠考慮，在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上使用3D視覺相機自動化上下料應用裝配，提高生產(chǎn)效率，減少人工錯誤，提高零部件生產(chǎn)質(zhì)量，引入這項新技術(shù)可以提高其在市場上的競爭力。該公司與友思特達成深度合作，采用友思特自動化上下料軟硬件解決方案。

具有多種不同型號部件

部件為金屬工件，有部分反光

工作距離要求2m，料框尺寸1.2m*0.8m

深度方向定位精度要求1mm以內(nèi)

節(jié)拍4s內(nèi)完成單個工件抓取

雙目散斑3D視覺引導自動化上下料解決方案

友思特推出雙目散斑3D視覺引導自動化上下料解決方案，滿足汽車零部件廠商的全部需求。

此方案采用①友思特高精度雙目散斑3D相機實時成像，在2m工作距離下，該相機檢測的視野范圍可達1390*927mm，z軸方向上的精度為0.35mm。結(jié)合與3D相機配套的②PartFinder工件目標檢測定位模塊，導入工件的3D模型（STL或PLY格式模型文件），經(jīng)過軟件上簡單的參數(shù)配置，即可完成。3D相機會根據(jù)采集的點云圖像自動化識別檢測單個工件的中心坐標以及姿態(tài)角，通過TCP/IP協(xié)議將坐標位置數(shù)據(jù)發(fā)送至③機械臂，控制機械臂到指定位置抓取目標工件到預設定的裝放位置。

方案優(yōu)勢

1. 采用雙目散斑大基線3D相機，基線長度455mm，3D相機傳感器工作距離遠，精度高，視野大。相機本身帶有200W大功率投影儀，可以將散斑紋理信息發(fā)射在工件表面，增加工件的紋理信息，獲取工件表面完整的點云輪廓信息數(shù)據(jù)；

2. 使用現(xiàn)成的PartFinder軟件模塊，與相機兼容運行，提供調(diào)用SDK例程，用戶無需耗費很長時間進行程序軟件上的開發(fā)。當產(chǎn)線上會有多種零件生產(chǎn)需求時，可以快速響應，生成對應的檢測模型，不需要做大量的圖像采集以及標注、訓練操作；

3. 關(guān)于3D相機與機械臂的手眼標定工作，提供手眼標定的SDK以及方法介紹，用戶不需要再進行手眼標定算法方面研究，將SDK運行通過多次調(diào)節(jié)機械臂夾持標定板在相機下的姿態(tài)，采集完多張圖像即可計算得到機械臂與相機之間的坐標關(guān)系。

友思特方案套裝軟硬件產(chǎn)品

C57-8-M 雙目散斑3D相機

彩色3D視覺相機——配備集成RGB傳感器

緊湊且堅固耐用

在2m工作距離下檢測視野范圍可達1390*927mm，z軸精度達0.35mm

自帶200W投影儀，困難戶外條件也可使用

PartFinder工件目標檢測定位軟件模塊

零代碼實現(xiàn)基于CAD幾何圖形的部件識別

4步即可準確識別、分割、計算工件位置方向

快速生成模型和搜索匹配目標單體

可以綜合使用深度信息、表面法線和紋理數(shù)據(jù)，解決棘手的定位任務

Franka 機械臂

七軸柔性機械臂，精準力控

每個軸都裝有業(yè)界領(lǐng)先的扭矩傳感器

類人類觸覺，力位混合控制策略

FCI控制接口，libfranka（C++庫）

可與ROSROS2Matlab集成

審核編輯 黃宇