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贵宾厅娱乐网址6222:机器视觉定位技术助力工业机器人智能化



小序

据工业和信息化部2018年9月27日消息,2018年1月至8月,中国工业机械人累计产量达到101,717台(套),同比增长19.4%。伴随于此,辅佐机械人进行更高精度、更强适应性自动化临盆的机械视觉技巧,在近几年也获得突飞猛进的成长。工业机械人与机械视觉技巧不仅仅局限在工业临盆场景中结合应用,跟着履历的积累与技巧瓶颈的冲破,二者还将扮演加倍紧张的角色。

机械视觉与机械人的完美交融

对付传统意义上的工业自动化,工业机械人在节制系统的批示下,重复特定的动作流程完成加工。换言之,产品加工精度的保障依附于节制系统的稳定性与全部机器系统的精度。然则加工历程中随机偏差的孕育发生在所难免,诸如弗成猜测的震荡、产品在工位间传送发生的偏移等,此外机器布局跟着经久应用、精度下降带来的系统偏差还会导致产品批量报废。而简单的传感器对付这些偏差的规避又显得捉襟见肘。加上现今产品序列纷纷繁杂,市场对付柔性临盆的要求一日千里,工业机械人想要在“掉明”的环境下完成这统统就显得尤为艰苦。

而当工业机械人拥有了机械视觉付与的“慧眼”,上述问题便水到渠成。拥有“慧眼”的工业机械人在看到目标之后,经准确阐发定位后向导动作,避免了产品传送中贵宾厅娱乐网址6222的误差,增强了不合产品的临盆适应性,同时大年夜幅提升产品的加工精度。此外,机械视觉还能检测成品的精度,免除人工抽检带来的低效、偏差与漏检。跟着智能制造的深入,具备视觉感知能力的智能设备益发流行,机械视觉作为前端感知的核心部件,市场需求茂盛。海康机械人起步于海康威视机械视觉营业部,依托海康威视在图像传感、人工智能、大年夜数据阐发等领域多年的技巧积累,已成长成为面向举世的移念头器人、机械视觉产品和算法平台供给商,公司坚持自立研发,持续推动智能制造进程。

机械人定位向导分类

在机械视觉与机械人相结合的利用处景中,机械人向导定位利用最为普遍。关于此类场景,海康机械人与相助伙伴合营实施了大年夜量成功案例与成熟规划。机械人定位向导可大年夜致分为3种模式,并进而细分为6小类:

图1固定相机

图1所示的三种事情要领称为固定相机模式,即相机安装在设备机架上,不随机械人的运动而运动,自左至右又依次分为抓取工况、抓取偏移矫正工况和放置工况。此中抓取工况,相机对传送过来的来料进行拍摄和粗定位,将定位信息传输给机械人以便机械人根据定位信息抓取来料,如斯可低落对工位间传送机构准确性的要求,确保抓取的稳定性;抓取偏移补正工况可经由过程设置在机器臂另一侧的下相机对工件进行二次精准定位,极大年夜程度上打消来料误差,确保能有针对性地对每个来料进行加工;放置工况内容涵盖广泛,可所以简单的放置,亦可所以贴合、安装等,即应用相机定位终极的目标位,结合前述两种工况,真正做到针对每个工件对症下药。

图2运动相机

图2所示为两种运动相机模式,即相机安装于机器臂顶端随机器臂一同运动。虽不合于上述固定相机模式,但固定相机模式和运动相机模式在功能上殊途同归,都可实现定位抓取与向导放置。两者在包管功能的同时,能够供给更多的安装可能性以应对不合的情况与硬件前提限定。

图3其他类型

针对不合的设备安装场景,为提升硬件安装的适应性,固定相机模式与运动相机模式也可结合应用,如图3所示。

视觉系统设计

结合不合场景,利用种种型硬件的选型搭配,保障机械视觉技巧与机械人有效共同的条件是系统整体的合理设计与安装部署。

海螺8是海康威视工厂临盆的一款摄像头,其装置需完成前盖定位、泡棉上料、透镜定位安装、灯板定位安装锁附、前端组件定位安装锁附等一系列动作,全部历程利用了大年夜量机械人与机械视觉联合定位向导。如图4左所示的灯板锁附工位认真灯板锁附历程中螺钉的来料定位与向导安装,因为设备安装空间的局限性,项目中选择了空间需求更小、工位加倍节省、安装更机动的活动相机要领。海康威视自立研发临盆的600万像素面阵相机共同25mm焦距的500万镜头,连同环形LED光源安装在机器臂末尾,伴同机器臂一同运动。

图4海螺8视觉系统与成像效果

如图4左所示灯板定位螺钉安装工位中,螺孔精度为±0.05mm,这对付视觉与机械人共同的精度提出了较高要求。相机连同机器臂在取料位定位螺钉后,机器臂前真个吸铁石准确罗致螺钉并运动至安装位;相机在安装位再次摄影定位螺孔后,螺钉被正确旋紧。

单个螺钉从定位取料到完成安装全部历程仅耗时不到5秒,且经由过程视觉定位极大年夜程度前进一次性安装成功的稳定性,避免人工安装时瞄准螺孔、效率颠簸带来的光阴消费,人力资源也获得低落。视觉定位的利用,在低落资源的同时优化加工工艺、提升产能。

基于合理的硬件选型与空间设置设置设备摆设摆设,终极获得稳定优秀的画面质量(如图4右所示)。借助海康机械人自立研发的工业相机客户端MVS和海康威视机械视觉VM算法平台,应用模板匹配、圆查找等对象对图像中的螺孔等特性进行精准阐发定位。

标定——精度保障的紧张环节

在设备终极投入应用前,还会经历一个紧张环节——标定,这也是视觉与机械人之间的桥梁。

海康威视机械视觉VM算法平台中包孕成熟的标定算法模块,能在确保标定流程开拓高效性的根基上,让工程师应用完善的标定算法模块有针对性地为自己量身定制标定法度榜样,以此实现标定流程的简洁性、准确性和复用性。

在相助伙伴使用海康威视机械视觉VM算法平台开拓的某一视觉项目中,设备必要对三个工位上的三台相机分手进行标定。在精度要求最高、空间前提最好的二工位,即抓取偏移补正工位,固定安装于机架的下相机完成了对带有角点(有偏向性)的点阵标定板的11个位姿的采图,并使用海康威视机械视觉VM算法平台中多贵宾厅娱乐网址6222点标定模块快速实现二工位完备的11点标定。一、三工位的相机只必要对标定板进行一次图像采集,经由过程比较相同特性在不合采图中的坐标,获得不合像素级其余相机之间尺度和角度的变换关系,即经由过程坐标映射建立与二工位之间的联系,贵宾厅娱乐网址6222完成一、三工位的标定。

图5N点标定流程

全部标定流程只需采集13张图片,在不影响精度的环境下,使用坐标映射极大年夜程度地精简了标定流程,节约了开拓和光阴资源。至于标定流程本身,如图5,基于已有的模块,只需根据机械人的实际动作在N点标定模块中设定N点步进的间隔d和扭转角度并选择图像中进行定位的特性,海康威视机械视觉VM算法平台会自动按照图示位姿顺序完成标定矩阵的谋略,供终极图像坐标向物理坐标转换时应用。此中特性点可所以诸如图5实例中的圆、角点线段等的任贵宾厅娱乐网址6222何特性,这也打消了标定板选用的局限性。而扭转角的引入办理了机器臂末尾扭转轴与履行元件的不共轴问题。在此根基上,完成一、三工位的坐标映射甚至更多定制的标定流程,全部历程的开拓周期也会大年夜幅缩短。

软件共同

视觉系统在软件层面完成的重要义务是与设备动作之间的正常通讯,海康机械人联手相助伙伴,在浩繁项目的实际操作中完成了与AB贵宾厅娱乐网址6222B、EPSON、FANUC等诸多工业机械人的成功对接。其次,任何系统的开拓终极都邑落其实界面的操作,对付操作员来说,操作界面的友好度同样是确保设备正常、高效应用的紧张身分。

针对不合客户自身的利用案例需求,海康威视机械视觉VM算法平台供给多样性的通讯模块以应对不合的通讯协议。同样,海康威视机械视觉VM算法平台富厚的SDK也为工程师供给了自力自立开拓软件的可能性,以契合不合的利用处景和客户需求。如图6是相助伙伴在一个机械人对位贴合项目中调用海康威视机械视觉VM算法平台SDK编写的软件界面。

图6标定历程采图

界面主体显示了相机的实时采图,右侧功能页可设置包括光源、相机、视觉规划在内的多种选项,并且随时可以根据需求的调剂进行增减。

结语

人工智能期间,工业利用对机械人的诉求早已冲破既定重复的简单组装事情,面对当下对“延展性”的更高要求,机械视觉正在徐徐拓宽机械人的利用范围。

本文容身于机械视觉与工业机械人的结合,着重先容了二者在定位向导类项目中的利用,并经由过程硬件系统搭建、标定流程设计、软件界面设计的实际案例,阐释机械视觉在此类项目开拓中的难点与上风,以期为二者结合在多领域、深层次的利用供给更多宝贵履历。

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