/ SICK公司-VSDC

 

北美一家主要的非公路设备制造商想要升级其物料搬运系统,经过选择分析后,这家公司最终选择了midwest Engineering Systems公司(MWES)为其开发一套独特的3D视觉引导的部件搬运系统,该系统使用机器人从物料箱中抓取沉重的金属零件。

 

这项任务,是要让机器人将任意堆放在物料箱中的零件抓取出来,并放置到指定位置。由于零件在物料箱中散乱放置,视觉系统往往难以区分这些随机堆放的、形状和色彩都类似的零件。这项应用,也真正促进了强大的机器视觉和图像处理系统向更高的水平发展。

 

 

1:使用轨道销子和衬套将轨道链节连接在一起,形成一个支撑轨结构,用于连续轨道推进系统的轨道链装配。

 

使用单相机三角测量、立体相机、结构光和飞行时间成像技术代替其他3D成像方案,也就是MWES公司的工程师选择了SICK公司的PLB机器人引导系统和ScanningRuler 3D相机,整套方案的选择主要基于以下四点考量。

 

首先,MWES公司机器人自动化工程经理Brad Wood解释说,“用于生成点云的激光线三角测量方法,非常适用于处理金属零件;其次,基于CAD的新零件、夹具和物料箱形状等学习材料,提供了一个非常灵活的解决方案,易于适应不断变化的需求;第三,用于协调校准以及与机器人通信的集成工具,让集成工作更加轻松;最后一点,基于CAD3D形状匹配始终如一地可靠地为机器人定位次佳抓取位置,并验证与物料箱和零件都无碰撞的夹具位置。

 

在该应用中,需要处理的零件是轨道链节,将轨道链节用销子和衬套连接在一起,

形成一个支撑轨结构,用于推进大型推土机等设备。MWES公司生产各种各样的更换用轨道链节,每个链节的重量从8磅到80磅不等,并且有右侧版本和左侧版本之分,长度最长可达17英寸(约43cm)。

 

2:来自Sick公司的PLB机器人引导系统,在没有操作员干预的情况下,能让机器人从物料箱中抓取零件的操作运行50~60小时。

 

在这项应用中,机器人将轨道链节从物料箱中抓取出来,送到一个热处理过程环节。轨道链节最初放置在体积为64立方英尺两个物料箱中,物料箱可能被装满,也可能是半满。输送机将两个箱子送到指定位置,以便于Fanuc Robotics公司的一台机器人可以从任何一个物料箱中抓取零件。

 

一台ScanningRuler 3D相机安装在两个物料箱上方的一个运动系统中。 ScanningRuler 3D相机本质上是一个工厂校准的3D传感器,其中包含一个756×512像素的CMOS相机,和一个内置的伺服驱动的2M 660nm红光激光扫描仪,它可扫描视野体积(VOVvolume of view)来创建位于物料箱中零件的3D点云。

 

运行PLB软件的PC连接到3D传感器,将点云中包含的信息与零件的CAD模型进行比较,以确定下一个最佳抓取位置,并提供其坐标(xyz、偏航、俯仰、滚动)到机器人控制器,机器人控制器执行所有的运动规划。

 

随后,机器人抓取该零件,并将其放置到希望的位置进入第一道热处理工序。与此同时,3D传感器对另一个物料箱进行扫描。通过在两个物料箱之间进行交替扫描,MWES的工程师能将3D传感器的扫描时间减少4~4.5秒,满足了客户平均每个抓取周期为14秒的时间要求。

 

如果PLB系统无法确定最佳抓取场景,则机器人被编程为使用其装配的磁性夹具搅乱零件,然后重新抓取。“理想情况下,指定物料箱中的所有轨道链节应该都是相同的,但是总免不了其中有夹杂其他零件的情况。”Wood解释说,“由于该系统将零件的3D点云与CAD文件相匹配,机器人将围绕任何轨道链节进行抓取,它们有可能尺寸不正确,或是不正确的右侧或左侧版本。”