智能自动化

3D数据应用于自动化机器人

直到最近,机器人都还是”盲目”,只能经由事先设定的指令以及固定路径来执行动作。借由使用3D数据,机器人可以根据特別的情况灵活的做调适,並且根据周遭的环境条件做适当的反应。承诺即将被實現。机器人将成为能自动作业的员工。

优点: 改装的时间更快, 可以应用在高度差异的工件,简化训练的程序,透过持续的高度自动化来简化供料的工序

执行过程中的每个步骤都经过详细规划,排除所有可能发生的状况。藉由自动化可以實現高效率的大量生产。 高度的专精化可以更进一步的提高效率。然而,这种专门并且昂贵的设备在生产弹性以及快速改装方面却无法跟上时代,因为生产少量替代零件不具备成本效益。生产过程的每个步骤可能都需要做调整。小批量通常都是使用困难辛苦的手打样。或许这可能比较弹性并且可以节省成本,但却是一个缓慢并且不稳定的制程。

 

机器人自动根据情况做调整

随着3D相机與执行3D软件的开发,开启了更多工业用的全新机器视觉技术的机会。感谢3D立体视觉,在2D视觉上无法解决的新任务将可以获得新的解決方案。

一台机器人安全稳定的从小型运输箱移除尚未经过分类并且重叠的T型管件。另外一台机器人则负责将大型的铝制部件由集装箱取出,并且放置到输送带上。坚固的夹具从开始运作到稳定抓取物件的动作及其灵巧,运行过程中也没有发生工件之间的任何轻微碰撞。即使,放置在使用过的或是因为过多的铸造粉尘造成脏污的栈板上的部品都是倾斜放置。机器人制造商为了让机器人能够精準的执行捡料,并且确保部件能够正确的被放置在适当的位置上,需要精確嚴謹的设计应用程式。

建立在Freiburg 的系统集成公司”isys vision”,已经开发出了一套叫做"MIKADO Adaptive Robot Control" (简称 ARC )的解决方案。他是一套具有避免碰撞路径的规画,并且可自行配置的机器人控制器。他使用内建的逆运动学来计算机械手臂在夹持的位置,或是运行路径中的关节角度。 3D 信息,像是工件的形状,之态,位置或是周遭环境的虚拟影像,被用来当作复杂运算的参考点。在市场上的机器人大部分都可以使用MIKADO ARC来控制,不再需要耗费大量的时间编程。 部件可以迅速变更,因此即便是小量生产也能适用于机器人辅助的料件处理。

3D 立体视觉相机拍摄的方式

输出的资料对于机器人的控制达到最佳化扮演著最重要的角色。系统集成集成商会根据项目以及应用的内容来选择适合的3D立体相机技术。决定不仅仅取决於一般的取像方式的适用性,还需要考虑到成本,精度,速度和稳定的数据采集。

传统的方式,例如time-of-flight (ToF), stereo vision, 或是 laser triangulation(雷射三角测量)的优缺点只能做为初步选择过程判断的重点。这是因为目前许多的3D相机使用的是混合系统,透過採取不同的技术来对应廣泛的应用需求以及改善效果。