四只“眼睛”比两只更为强大
通过3D容器检查自动装卸冲压件
机器人可以出色完成单调的工作流程和让人乏味的重复性任务。它们在结合图像处理功能后，就拥有了视觉，成为人类可靠的伙伴。它们适合质量保证工作，能够检查组件，协助组件的组装和定位，检测生产过程中的错误和偏差，从而提高整个生产线的效率。一家汽车制造商正利用这一技术缩短冲压生产线的周期时间。来自曼海姆的VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH和制造商展开合作，开发了基于机器人的3D测量系统FrameSense，用于容器的全自动装卸。这样可以安全而精确将冲压部件插入容器或从容器中取出。IDS Imaging Development Systems GmbH的四台Ensenso 3D相机提供了基本数据，为流程自动化提供了平台。
应用
FrameSense要实现自动化的实际工作流程是许多制造工作的一部分。生产线将一个部件从机器（这里是压力机）中生产出来后，通过传送带运送到容器，然后叠放在容器中。容器装满后，生产线就将其传送到下一个生产步骤，例如组装到车辆中。
到目前为止，将组件装入容器的工作一直由人工完成。这个子任务看上去似乎很简单，但是实际并非如此。除了实际的插入过程外，第一步是确定零件有适当自由空间。同时，必须消除任何干扰因素，比如相互扣住的情况，并且必须对“装载箱”的任何缺陷进行全面检查。所有这些任务现在都将由一个配有视觉系统的机器人接管，这是一项技术挑战。这是因为容器来自不同的制造商，类型多种多样，尺寸可能不同。
借助四个3D相机进行类型、形状和位置检查
要实现全自动装卸，必须确定容器的几个相关特征的位置，以便对机器人进行多矢量校正。对各个容器的类型、形状和位置进行检查是基础环节。这是确保装载机器人实现可靠流程和无碰撞路径引导的唯一方法。所有这些都必须整合到现有的生产流程中。必须消除时间延迟，并且部件的定位必须精确到毫米。
为了满足这些要求，VMT每个系统使用四台3D相机。四个传感器各自记录整个图像场的一部分。它可以同时处理两个容器，每个容器的尺寸约为1.5 x 2 x 1.5米（长 x 宽 x 高）。两台相机聚焦在一个容器上。这会生成来自两个视角的数据，可以提高3D点云的信息质量。系统综合四个传感器的所有点云，开展后续评估工作。在此过程中，容器的相关特征在总点云的ROI（感兴趣区域）中进行配准。配准是指使用模型在所有6个自由度上精确定位特征。在其他ROI中，搜索可能在加载过程中导致碰撞的干涉轮廓。最后，将整体图片与存储的参考模型进行比较。通过这种方式，就能够以完全自动化的方式同时检查容器的状态和位置。甚至可以处理变形或倾斜的容器。所有这些信息也被记录下来，以便在质量管理系统中用于跟踪所有容器的状况。采用单独的IPC（工业计算机）进行测量数据校准、合并以及完成后续评估，IPC具有可视化屏幕、操作元件并连接机器人相应控制装置。
图像处理解决方案的主要结果是多矢量校正。通过这种方式对机器人进行调整，帮助机器人顺利将部件插入下一个可能的合适存放位置。第二种结果是由于边缘或容器中的对象发生干扰而导致出现错误消息，这将阻止填充。在数据的帮助下，系统可以检测出现一般性问题的损坏容器并进行分类。整个图像处理在VMT开发的图像处理软件 MSS (Multi Sensor Systems) 中进行。FrameSense的设计易于使用，也可以在现场直接转换为其他组件。
“我们选择相机时，主要考虑的技术标准包括投影仪性能、分辨率以及数据处理速度，这款产品在这些方面表现出色，它的另一个优势是安装在固定的外壳中。“
坚固的3D相机系统
在相机方面，VMT依赖Ensenso 3D相机，最初采用X36型号。FrameSense的当前扩展阶段配备了Ensenso C版本。新版本投影仪的性能更好，能够增强投影效果，同时录制速度更高，相比之前版本更具优势。此外，Ensenso C能够实现更大的测量体积。这是FrameSense的一个重要标准，因为机器人总需要与要装填的容器保持一定距离。因此，Ensenso C的规格完全符合VMT的要求，正如项目经理和技术经理Andreas Redekop所解释的那样：“我们选择相机时，主要考虑的技术标准包括投影仪性能、分辨率以及数据处理速度，这款产品在这些方面表现出色，它的另一个优势是安装在固定的外壳中。“
Ensenso C解决了自动化和机器人行业当前的挑战。与其他Ensenso型号相比，它同时提供3D和RGB颜色信息。因此，所获得的图像数据更有意义，从而为客户带来很大帮助。坚固的3D相机系统外壳符合防护等级IP65/67的要求。它的分辨率达5MP，将基线提高到约455毫米。这样就能够可靠检测大型物体。该相机速度快，易于使用，适合医疗技术、物流或工厂自动化等大规模应用。
应用前景
通过自动装卸容器和集成的3D容器检查，FrameSense可以帮助手动工作站实现自动化。在技术工人短缺的背景下，该系统可以为汽车行业的过程自动化等做出重要贡献。它可以应对行业的普遍挑战。Ensenso C为数据生成提供了至关重要的基础，超过了许多应用的要求。产品管理部的Lukas Neumann知道这些系统可以带来附加价值，他特别提到：“高投影仪功率和高传感器分辨率在内部物流领域尤其有利。在这里，必须通过大的测量体积从很远的距离抓取高精度部件。“ 对于传统物流领域的其他堆垛或箱分拣应用，他认为相机投影功率高，但分辨率较低，记录速度快，就足够了。
因此，没有任何东西会阻碍与“视觉”机器人相结合的进一步发展和自动化解决方案。
客户
VMT Vision Machine Technic Bildverarbeitungssysteme GmbH 为所有行业提供开箱即用的个性化图像处理和激光传感器系统。系统解决方案基于自主开发的产品线，涵盖整个应用领域。作为Pepperl+Fuchs集团高性能网络的能力中心，VMT提供尖端技术，保证很强的投资安全性。