视觉系统让人机交互更便捷

作者:美国邦纳工程国际有限公司 视觉产品主管 黄来舟 点击数:327 发布时间:2018-11-22
如今机器人这一概念已经不再陌生,从科幻电影到各类电视节目、纪录片,再到儿童玩具、家用电器,机器人早已从一种概念变成我们日常生活中的一部分,机器人的形态也多种多样。
视觉系统让人机交互更便捷

那究竟什么是机器人呢?机器人是靠自身动力和控制能力来实现多种功能的一种机器,联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程多功能操作机,或是为了执行不同任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”

美国邦纳工程国际有限公司 视觉产品主管 黄来舟
美国邦纳工程国际有限公司 视觉产品主管 黄来舟

6轴机械臂集成邦纳视觉系统,实现手机液晶屏的方向识别和抓取
6轴机械臂集成邦纳视觉系统,实现手机液晶屏的方向识别和抓取

就行业而言,像汽车从整车到零部件、电子电器行业,由于生产产品种类单一且批量大,所以机器人应用占比较大,机器人只要按照预定的轨迹就可以高效准确地完成生产任务。这些传统机器人应用要么是单一机器人走固定轨迹,要么是一组机器人各自走固定轨迹来完成焊接、喷涂、装配、搬运类的工作。而经过近几年技术的发展,我们看到的机器人已经不再像以前那样“单打独斗”,更多的是与周边设备或工人协同工作。例如常见的,利用机器视觉产品引导机器人抓取零件进行装配;或者配置协作机器人,人工完成复杂操作,机器人完成简单的重复性劳动。专业的机器视觉产品及整体解决方案供应商邦纳的发展方向就是为机器人装上眼睛,让其能够看清世界从而更好地服务。

EVA视觉系统
EVA视觉系统

那么机器人什么时候需要安装“眼睛”呢?不妨想想我们的眼睛能干什么。当我们要拿一个东西,首先要依靠眼睛识别哪一个是我需要的,它在哪个位置,接着由大脑指挥手臂去拿起来,可能还要拿近了再看看这个东西的状态是否正常可以为我所用。在这个过程中我们就有了三个与机器视觉息息相关的概念:识别、定位、质量检测。

当前在柔性制造系统中这三个概念也是与机器人应用密切相关的,其中最典型的就是在汽车制造中的应用。现在基本上每条乘用车的生产线都会生产一种以上的车型,或者同一车型会有多种配置,从外观上常见的就是该车是否带有天窗。在生产中不同车型或不同配置的车是混线生产的,那就意味着机器人需要知道当前加工对象的信息并且确认信息的准确性。在此过程中,客户使用数台邦纳VE 系列智能相机安装于线体上方,对车顶横梁、特征孔的形态、数量位置进行判断,并将一系列特征的检测结果做逻辑处理,最终通过I/O 或通讯的形式将代表车型信息的代码发给机器人或现场PLC。经过信息确认后机器人再调取对应车型的加工程序进行涂胶、焊接、装配等工作。

该应用中使用的VE 系列智能相机是邦纳公司在2016 年度发布的最新视觉产品,这个产品系列有WVGA、1.3MP、2MP 三种分辨率的产品。支持ProfiNet、Ethernet/IP、Modbus/TCP、PCCC 工业以太网总线协议,也支持常用的RS232 和TCP/IP 协议,能够以多种方式与现场机器人或PLC 进行通讯;并且该相机支持在线调试功能,能够在产线快速不停机地调整检测程序和故障排除;IP67 防护等级可以在不安装防护外壳的情况下应对现场的恶劣工况。

除了汽车行业的应用,邦纳的EVP 视觉系统在包装和电子行业也有广泛应用,该视觉系统首先将相机与并联机器人做手眼标定,将相机的坐标换算成机器人的坐标系。通过二值化或者图形工具等检测工具,识别不规则放置于传送带上的软包装,将其坐标、偏转角度等信息发送给并联机器人,最终机器人将软包装整齐码放在纸箱中。

此外,图示中围绕电装的6 轴机械臂将邦纳产品集成在一起,实现了手机液晶屏的方向识别及抓取。其核心同样是通过安装在托盘上方的EVP 视觉系统判断每块液晶屏在托盘中的位置、朝向、偏转角度,控制机械臂吸取液晶屏并调整角度,将液晶屏的方向调整一致,送入后道加工设备。

近十年来,工业机器人的中国市场的工业机器人销量一直处于稳定的高速增长状态,机器人市场需求只增不减。对于邦纳来讲,未来的发展重点是基于机器人工作站的系统集成,在这个机器人工作站中将邦纳的视觉、机器安全、光电、测量、控制类、工业照明产品根据实际需要集成到一起。