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视觉软件解决方案

技术参数

康耐视Visionpro 3D软件:在汽车发动机缸盖搬运中的应用

VisionPro 3D软件能够提供准确和实时的3D位置信息,帮助改善在单独使用2D工具时所无法满足的视觉性能。VisionPro 3D为安装机器人上的相机,提供了应用程序上充分的灵活性,这基于康耐视领先的PatMax技术和其他校准技术。

工作原理如下:

1)3D视觉系统由安装在机器人末端法兰上面的双目工业相机、相应的数据采集卡及VisionPro 3D软件组成。

2)两个工业相机之间的距离与镜头的焦距有关,理论上距离越大越好,但考虑镜头焦距和图像畸变,要求在一定范围内,保证两个工业相机能同时拍摄到产品和可能随机移动的视野范围。

3)应用VisionPro 3D软件需要进行视觉标定,视觉标定是使两个相机能同时拍摄一个绝对精度较高的标定版(标定板布满20*20正方形的黑白边缘特征明显相同的平板),工业相机从标定板向9个或9个以上不同位置拍照,根据机器人直角坐标系下的位置,拟合相机坐标系下的3D空间,并分别反馈2D和3D误差至用户。用户判定标定结果是否合格。图像特征提取需尽量采用产品特征较明显的特征或边缘轮廓,一个产品可提取多个特征点进行同时判断,可设置允许一个或两个特征点提取不到,以提高产品识别率。

4)产品的3D信息与机器人直角坐标应保持一致,通常为X、Y、A、B、C。其中XYZ为产品中心点直角坐标系下的位置,ABC为产品中心点的姿态。为保持ABC与机器人的姿态表达一致,通常为XYZ、ZYZ等欧拉角及四元素表达方式。

工作过程如下。

标定好的3D视觉系统通过双目工业相机,来检测待上线的一垛缸盖毛坯产品。通过VisionPro 3D软件提取缸盖毛坯件的照片特征,并进行了数据处理(如图2所示),判断产品类型与坐标数据。并根据结果,产生相应的信号与数据通过TCP/IP协议以太网传送给机器人控制计算机,以便控制搬运机器人完成缸盖毛坯的搬运。

集成了VisionPro 3D软件的双目视觉抓取机器人,大幅度降低了奇瑞汽车公司工人的劳动强度和企业生产成本,提高了效率和柔性化水平。

该系统具有良好的成本节约优势,能对零件式样与位置的变化进行管理,免去了成本高昂的精密夹具、机械料档和料盘,实现了人工作业的自动化;能精确定位码垛上的零件,延长生产线正常运行时间;并通过基本检验和零件识别功能提升产品质量。

“对于汽车生产厂家来说,应用了此机器人后,我们可以很快地进行产品结构的调整,扩大产能,”奇瑞汽车的工程师们评价道,“该款新型抓取搬运机器人具有广泛的应用前景。”目前,在工业机器人领域,机器视觉技术正在大显身手。机器视觉技术与工业机器人、运动控制技术越来越紧密地结合,成为自动化领域内不可或缺的技术链环。在这些领域内,视觉技术的融入使运动及执行机构的反馈与控制变得更加智能化,大大提高了整个系统的衔接水平。

“在工业机器人行业,机器视觉技术主要充当机器人的眼睛,跟机器人配合用于各种产品的定位,为机器人抓取物体提供坐标信息。”技术人员指出,“这样的组合可谓强强组合,其潜力自然不言而喻,而康耐视作为视觉行业领军企业,其发展前景将会更加广阔。”