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梅卡曼德机器人

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

2023-06-15

轴棒类工件是机械中常见的零部件,常用于传递动力和承受载荷,广泛应用于汽车、工程机械、钢铁等领域。轴棒类工件需经过多道工序,且产品精度、质量、强度等指标满足生产要求,才能作为成品出库。因此催生了大量自动化上下料需求。


基于大量的客户需求和项目实践,梅卡曼德在轴棒类工件上下料场景积累了丰富的技术、方案、应用经验。携手集成商伙伴赋能终端客户,通过AI+3D技术实现轴棒类工件自动化上下料,帮助终端客户提高生产效率和质量,打造柔性产线。


应用挑战


解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

人工上料(图片源自网络)


传统人工上下料强度大、效率低、工作环境恶劣,存在上下料精度低、产品易被损伤、加工质量不稳定等问题。传统上下料设备无法满足产线柔性化需求,难以适应种类极多的产品并进行二次部署开发。因此,许多企业选择通过3D视觉技术进行产线自动化改造,但面临着以下挑战:


对3D相机成像能力要求高

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料
表面情况复杂、尺寸不一的各类轴棒类工件


  • 轴棒类工件加工涉及粗加工-热处理-精加工等工序,导致工件表面存在高亮反光、暗色、油污、锈迹等情况。

  • 工厂采用顶部天窗或大面积落地窗进行采光,造成环境光干扰。

  • 工件、料框尺寸较大,3D相机需保证合适的工作距离及安装方式。


需3D视觉系统精准识别、柔性兼容

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

紧密贴合、乱序压叠、塑料包膜等复杂来料情况

  • 工件来料存在乱序堆叠、紧密贴合、竖直摆放等情况。

  • 料框通常较大、较深到位精度低,料框存在形变、隔板、隔条、塑料包膜等情况。

  • 为实现柔性生产,需兼容现场多品规工件,并适应产品换型生产。


需3D视觉系统运行更具稳定性

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

深框易干涉

  • 现场布局紧凑,夹具、机器人本体易与料框、相机支架等产生干涉。

  • 深框、工件贴边/贴角、工件结构复杂、工件易损,对机器人抓取稳定性要求高。



解决方案


解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

方案构成:梅卡曼德3D视觉引导工件上下料系统由Mech-Eye工业级3D相机、Mech-Vision机器视觉软件、Mech-Viz机器人编程软件构成。

荐3D相机选型:Mech-Eye LSR L工业级激光3D相机

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料


工作流程:

  • 料框/托盘运输到位,PLC/机器人告知3D视觉系统进行拍照。

  • Mech-Eye对工件进行拍照,生成高质量3D点云数据;Mech-Vision对图像进行处理(实例分割、点云预处理、3D匹配、位姿处理等),输出工件位姿信息;Mech-Viz获取工件位姿,进行碰撞检测、规划抓取,引导机器人执行上下料作业。



方案优势


先进光学技术及核心器件,复杂工件清晰成像


  • 基于激光结构光技术和自研核心器件,Mech-Eye LSR L在>30000lx强烈的环境光干扰下,仍可对复杂情况(高亮反光、暗色、油污、锈迹)的轴棒类工件生成高质量3D点云数据

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

结构复杂、层层堆叠的曲轴


解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料
高亮反光、紧密贴合的钢棒


  • Mech-Eye LSR L采用抗反光三维重建技术,能够对高亮反光、油污的工件清晰、完整成像,轻松应对经精加工处理过的轴棒类工件。

  • Mech-Eye LSR L是梅卡曼德针对远距离引导需求推出的旗舰机型,推荐工作距离1200~3000mm,支持高精度大范围作业。适合于大工件、大托盘、深框抓取等场景,更好解决料框到位不精的问题。

  • 已通过MTBF≥40000小时认证,符合IP65防护等级,更好应对存在粉尘、潮湿、震动、高温等情况的工业现场。


先进AI算法,解决产线复杂需求

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

精准分割紧密贴合的工件


  • 先进3D视觉、深度学习等算法,可准确识别乱序堆叠、紧密贴合的轴棒类工件,实现精准抓取。支持工件竖直、倾斜、压叠料框形变、隔板、隔条、塑料包膜等复杂工况。

  • 3D视觉系统可提前预设匹配模板,以适应多品规工件。后期可根据生产和订单需求,实现新增品规的快速配置。

  • Mech-Vision内置典型工程,用户可快速调用并根据实际情况进行调整,大幅缩短项目部署周期。

  • 自研AI平台,基于工件数模即可快速获取鲁棒性极高的深度学习模型,极大提升反光、暗色等工件的识别成功率和深框抓取清框率。


智能碰撞检测及抓取规划,支持深框稳定抓取

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料

智能抓取规划


  • 对到位精度低的料框进行精确识别定位,动态调整碰撞检测模型。在料框到位精度低的情况下,也能准确进行碰撞检测。

  • 智能规划机器人无碰撞运动路径,更好应对深框、超长工件抓取,提升运行稳定性。

  • 智能规划抓取,支持多抓取点、多TCP等功能,有效处理贴边、贴角等问题,提升清框率。


应用实例:某大型汽配厂 | 3D视觉引导中间轴上料

解决方案 | 3D视觉引导轴棒类工件上下料
  • 可对细长、高亮反光的中间轴生成高质量点云数据。

  • 支持深框稳定抓取,可应对紧密贴合、塑料薄膜等复杂情况。

  • 可准确识别中间轴和黑色隔条。

  • 可配合协作机器人灵活作业。


梅卡曼德拥有完整的技术能力和产品线,始终坚持与合作伙伴长期共赢。合作伙伴可获得梅卡曼德提供的先进3D视觉技术交付、培训、市场全链路支持,从而为终端客户快速交付更柔性、更智能的机器人应用。


梅卡曼德已在全球落地1000+工件上下料实际案例,涵盖轴、棒、轮、盘、柱、块、板等典型工件,帮助众多行业实现了柔性制造。如果您想了解更多信息,或想咨询工件上下料解决方案,请发送邮件至info@mech-mind.net