在生產(chǎn)制造行業(yè),安全和防范意識(shí)的提升成為工業(yè)機(jī)器人視覺大行其道的助推力;在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用機(jī)器視覺檢測(cè)方法則可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。由此,工業(yè)機(jī)器人視覺應(yīng)該有著廣泛的應(yīng)用前景。
工業(yè)機(jī)器人加上視覺就等于有了一雙“眼睛”,能更靈活的完全代替人類工作,機(jī)器人視覺分為2D和3D,通過3D視覺可以對(duì)物體進(jìn)行3D掃描,能夠獲取物體的立體信息,通過算法精準(zhǔn)的定位,讓生產(chǎn)過程中對(duì)物料的使用把控更加精準(zhǔn)。
工業(yè)機(jī)器人視覺的應(yīng)用
(1)外觀檢測(cè):檢測(cè)生產(chǎn)線上產(chǎn)品有無質(zhì)量問題,該環(huán)節(jié)也是取代人工最多的環(huán)節(jié)。說機(jī)器視覺涉及到的醫(yī)藥領(lǐng)域,其主要檢測(cè)包括尺寸檢測(cè)、瓶身外觀缺陷檢測(cè)、瓶肩部缺陷檢測(cè)、瓶口檢測(cè)等。
(2)識(shí)別:利用機(jī)器視覺對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解,以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象??梢赃_(dá)到數(shù)據(jù)的追溯和采集,在汽車零部件、食品、藥品等應(yīng)用較多。
(3)引導(dǎo)和定位:視覺定位要求機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠快速準(zhǔn)確的找到被測(cè)零件并確認(rèn)其位置,上下料使用機(jī)器視覺來定位,引導(dǎo)機(jī)械手臂準(zhǔn)確抓取。在半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域,設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器視覺取得的芯片位置信息調(diào)整拾取頭,準(zhǔn)確拾取芯片并進(jìn)行綁定,這就是視覺定位在機(jī)器視覺工業(yè)領(lǐng)域最基本的應(yīng)用。
(4)高精度檢測(cè):有些產(chǎn)品的精密度較高,達(dá)到0.01~0.02m甚至到u級(jí),人眼無法檢測(cè)必須使用機(jī)器完成。
機(jī)器視覺系統(tǒng)工作過程
1)工件定位檢測(cè)器探測(cè)到物體已經(jīng)運(yùn)動(dòng)至接近攝像系統(tǒng)的視野中心,向圖像采集部分發(fā)送觸發(fā)脈沖。
2)圖像采集部分按照事先設(shè)定的程序和延時(shí),分別向攝像機(jī)和照明系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)脈沖。
3)攝像機(jī)停止目前的掃描,重新開始新的一幀掃描,或者攝像機(jī)在啟動(dòng)脈沖來到之前處于等待狀態(tài),啟動(dòng)脈沖到來后啟動(dòng)一幀掃描。
4)另一個(gè)啟動(dòng)脈沖打開燈光照明,燈光的開啟時(shí)間應(yīng)該與攝像機(jī)的曝光時(shí)間匹配。
5)攝像機(jī)曝光后,正式開始一幀圖像的掃描和輸出。
6)圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)通過A/D將其數(shù)字化,或者是直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。
7)圖像采集部分將數(shù)字圖像存放在處理器或計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。
8)處理器對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析、識(shí)別,獲得測(cè)量結(jié)果或邏輯控制值。
9)處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作、進(jìn)行定位、糾正運(yùn)動(dòng)的誤差等。
在生產(chǎn)制造行業(yè),安全和防范意識(shí)的提升,以及對(duì)于重復(fù)性勞動(dòng)帶來的傷害的重視,都成為工業(yè)機(jī)器人視覺大行其道的助推力。同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中,用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高,用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。而且機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成,是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。
工業(yè)機(jī)器人3D視覺應(yīng)用基于三角測(cè)量法的原理,讓用戶獲取生產(chǎn)過程中工件的點(diǎn)云數(shù)據(jù),然后去完成3D建模,再通過智能分析,把這個(gè)坐標(biāo)反饋給機(jī)械臂,然后機(jī)械臂就可以快速完成抓取工作。
現(xiàn)在自動(dòng)化行業(yè)柔性化生產(chǎn)要求越來越高,工業(yè)機(jī)器人視覺產(chǎn)品將逐漸地小型化、智能化,屆時(shí)3D視覺技術(shù)可以應(yīng)用在更多的智能硬件產(chǎn)品上,當(dāng)然,視覺產(chǎn)品還需要長時(shí)間的技術(shù)沉淀才能滿足更多行業(yè)的需要。
工業(yè)機(jī)器人視覺的發(fā)展方向
從硬件方面,需要有更好的產(chǎn)品出現(xiàn),比如更好的掃描器、工業(yè)相機(jī)等這些部件,從生產(chǎn)和環(huán)境適應(yīng)性的角度來講可以把它變成更好的傳感器。未來幾年的發(fā)展方向不但技術(shù)須更新?lián)Q代,應(yīng)用拓展方面,在于對(duì)客戶應(yīng)用的深入了解,只有越來越貼近用戶的需求,不斷改良自己的產(chǎn)品,才能使工業(yè)機(jī)器人之路走得更快更精。
目前,工業(yè)機(jī)器人視覺的應(yīng)用行業(yè)越來越廣泛,如3D打印、裝配、建筑、電子、物流、倉儲(chǔ)、生產(chǎn)制造、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等等,隨著中國制造2025戰(zhàn)略的深入,智能工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)有著更大的增長勢(shì)頭,機(jī)器視覺作為必不可少的核心技術(shù)。