应用案例 | 基于三维机器视觉的销轴销套深框抓取上料解决方案

发布时间：2024-03-22 11:55:17     作者：显扬科技

随着科技的不断发展，机器人技术不断革新，并逐渐渗透到各行业的各个环节。在机器人技术的帮助下，各行业的生产力不断增强，生产效率也得到了极大的提高。

销轴销套深框抓取是指在机械装配或生产过程中，对销轴和销套进行抓取和定位的操作。由于销轴是一种圆柱形零件，通常带有凸起的几何特征，在抓取时容易掉落。

如何实现精确的插入和拔出操作，确保销轴准确地插入销套，并能在需要时顺利拔出，一直是困扰工厂的一个问题。

Part.1 传统销轴销套深框抓取上料的痛点

在传统工业生产线中，销轴销套的抓取和上料通常使用人工操作。由于销轴销套具有一定重量，频繁地抓取上料劳动强度大，这对于实现大规模和高效生产来说存在一些挑战和限制，其痛点主要如下：

1.销轴、销套种类多，人工频繁搬运上料劳动强度较大，生产效率无法满足生产需求。

2.销轴销套乱序摆放在深框内，无法实现精准抓取。

3.轴类工件表面具备反光特性，难以稳定生成点云数据，识别难度大。


另外，由于高产量要求，生产线不得不连续运作。操作员在操作时，由于疲劳、注意力不集中或者经验不足等因素，容易抓取和放置错误，无法满足高速抓取和放置动作的准确性和一致性，对企业具有较大负面影响。

Part.2 解决方案

引入3D视觉+机械臂抓取上料方案，进行自动化改造，形成自动化抓取系统，该系统主要包含以下内容：

1.3D相机：捕捉销轴销套深框的准确三维坐标信息，为机械臂提供精确的实时定位信息。​

2.工业机械臂：执行抓取放置任务的机械臂，需要具备足够的负载能力和精度去实现准确、稳定的抓取动作。

3.夹具：连接在机械臂上的执行器，负责抓取和放置销轴销套。

4.控制系统：包括机机械臂控制器、视觉处理模块等，负责协调和控制整个系统的运行。

5.智能算法：包括物体识别、定位、路径规划等算法，用于调整抓取方案，以适应不同工况和物料状态，确保系统能够正确执行任务。



Part.3 项目流程

1.3D相机拍照：3D相机对工作区域进行扫描，获取实时的三维点云数据，并提取销轴销套深框的形状、尺寸、颜色等特征。

2.算法处理：利用三维点云数据，建立销轴销套的三维物体模型，确定目标物体的形状、位置和姿态。

3.定位识别：3D视觉系统实时监测工作区域，根据训练好的模型，识别销轴销套的位置，并即时反馈给机械臂控制系统。

4.抓取上料：机械臂控制系统根据目标位置和姿态信息规划抓取路径，精准地抓取销轴销套放置到指定上料台。



Part.4 通讯协议


Part.5 方案优势

1.高精度：采用显扬科技3D结构光相机，高精度，可对体积较小、表面反光的销轴销套生成高质量的点云数据。



2.高效率：采用3D视觉+机械臂实现自动化操作，能够实时反馈数据，提高上料过程的效率。


3.适应性强：该系统能够适应不同形状和尺寸的销轴销套深框的高精度识别，具有较强的灵活通用性。

4.安全性能高：配备三维视觉的系统可以实时监测周围环境，及时发现障碍物或异常情况，确保抓取上料操作的安全。

显扬科技由香港中文大学博士团队创建，主要研究并产业化高速高清三维机器视觉系统，以及智能工业机器人系统。其研发的三维机器视觉设备精度能达亚微米级，三维数据采集帧率高达310帧，此外还具有高精度、大景深、高稳定性的优势，可实现高效率机器人引导，以及工业检测与测量。显扬科技的产品主要应用在对采集速度要求较高的快速工业产线、物流枢纽以及对测量精度要求高的精密制造、军工航天、半导体产业等。