工程机械是各行业发展的装备保障，对于提升制造业核心竞争力起着关键作用。随着工业4.0的深度推进，越来越多的工程机械企业都在大力发展自动化技术，从而提高其工作效率及完成质量。
工程机械行业工艺流程复杂多样，智能化、自动化的普及程度也相对较低。其中工件上下料是工程机械生产线中的重要环节，主要应用于“四轮一带”、执行元件、控制元件等零部件的机床加工上下料、工件搬运等环节，长期以来依赖人工完成，存在生产效率低、工艺水平不达标、工作环境恶劣、安全隐患大等问题。
针对工程机械行业工件上下料场景的难点，梅卡曼德提供了识别准确率、生产效率、生产稳定性等方面均具有显著优势的AI+3D视觉引导工件上下料解决方案。更好帮助工程机械行业实现产线智能化、自动化升级。
应用痛点
01 工件种类繁多、结构复杂且存在反光、暗色、油污等情况
工程机械装备所涉及的工件规格可达数万种，存在工件种类繁多（轴、轮、盘、柱、块及各类异形件）、工艺复杂（高反光、黑色、油污、高温等）、姿态各异（随意堆叠、贴边/贴角等）等问题。同时可能存在来料料框深，料框中有易变形隔板的情况。
各类典型工件
02 现场环境复杂恶劣
工程机械制造业生产现场环境恶劣，存在着油污、粉尘、震动、高温等复杂情况；部分客户为了节约能耗，会采用大面积落地窗进行采光，环境光对于3D相机成像带来了干扰。
方案优势
01 高质量成像效果，轻松应对各类复杂情况
工程机械工艺流程复杂，各个工艺环节都存在大量表面高亮反光、暗色、锈迹、油污的工件需要进行上下料处理，如：支重轮、驱动轮、轮轴、行星架、齿轮、阀块等。此类工件对3D相机的成像效果影响大，容易造成点云缺失。梅卡曼德自研先进光学算法，可对表面高亮反光、暗色、锈迹、油污的工件高质量成像。
以梅卡曼德服务的某大型工程机械厂视觉引导轮轴上料项目为例：在该项目现场，需要3D视觉引导机器人将料框内的轮轴抓取出来，放入机床中进行加工。轮轴表面高亮反光，对视觉系统识别造成了干扰。
项目现场图
轮轴点云图及识别结果图
· 该项目搭载的Mech-Eye LSR工业级激光3D相机，高精度，能够对高亮反光的轮轴生成高质量点云数据；
· 可轻松应对轴类零件高亮反光、表面油渍、紧密堆叠等复杂问题；
· 支持现场数十种不同品规的轮轴，可快速适应新增品规；
· 客户引入梅卡曼德3D视觉系统后，实现了工件高质量、高效率抓取上料，产线产量大大提升。
梅卡曼德3D视觉系统可引导机器人实现对工程机械行业典型工件（如：支重轮、驱动轮、半轮体、行星架、齿轮、齿圈、阀块等）的精准识别抓取。
视觉引导支重轮抓取上料
02深框稳定识别抓取，清框率满足客户需求
在工程机械行业工件上下料深框抓取场景中，清框率是一项重要的生产指标。而在实际生产中，深框堆叠、工件贴边/贴角、隔板易变形等情况都会影响清框效果，所以机器人识别的准确性、以及抓取的稳定性和灵活性等对于实现高清框率十分重要。
某大型工程机械厂链轨节上料环节，由于链轨节自重大，人工上料效率低，遂计划引入3D视觉进行产线改造。梅卡曼德针对该项目中出现的干涉、深框清框困难、工件异形、来料无序等难点提出了如下改造方案：
项目现场图
链轨节点云图及识别结果图
· Mech-Eye LSR L固定安装于料框上方，视觉处理时间不占用上料整体节拍，提升链轨节上料效率。Mech-Eye LSR L工业级激光3D相机，高精度，对表面暗色、结构复杂的链轨节生成高质量点云数据；
· Mech-Vision内置先进视觉算法，可迅速准确识别乱序堆叠的链轨节，快速计算出链轨节在空间中的位姿，引导机器人快速精准抓取；
· Mech-Viz内置智能规划抓取算法，配合可变角度夹具，有效处理工件贴边/贴角等问题，提升清框率至满足客户生产需求。同时，可以保障机器人在深框中运动时避开碰撞提升稳定性。
该项目自投产后，现场机器人抓取稳定，单工位产量得到显著提升，为客户节约80%以上的成本。除此之外，梅卡曼德还有支重轮上料、销轴销套上料、中小板件上料等众多工程机械行业相关应用落地。
03 环境适应性优异，适应各类生产现场
除了对于生产质量与效率的要求外，对于环境适应性也是工程机械行业关心的重要问题。梅卡曼德在众多工程机械客户交付现场调研发现，典型厂房的环境光照度在15000 lx-20000 lx之间。生产现场的环境光干扰，会对点云成像效果造成影响，进而影响后续的上料效果。
· 梅卡曼德自研的工业级激光3D相机Mech-Eye LSR具备视野大、精度高、抗环境光性能优异的特点，适用于工程机械行业各类典型应用。经测试，Mech-Eye LSR可在强环境光（>30000 lx）下对各类高亮反光、暗色、仅有细微差别的典型工件生成高质量点云数据，在>100000 lx（室外夏季正午阳光照度）条件下对部分常见材质仍可成像。能够帮助企业降低定制遮光设施的成本，实现稳定生产。
视觉引导中小板件抓取上料
· Mech-Eye工业级3D相机采用航空铝合金材质，全封闭设计。IP65防护等级，已通过CE、FCC、VCCI及RoHS等多项国际认证，可在粉尘、震动、潮湿、电磁干扰、高温等恶劣环境中长期稳定运行。‘
典型案例
典型案例某大型工程机械厂——视觉引导钢板折弯上料
项目背景：
此项目服务对象为某大型工程机械厂。在项目现场需要3D视觉引导机器人抓取钢板放到折弯机进行折弯作业。原场景采用人工进行折弯上料，效率低，钢板型号区分易出错。钢板处于乱序堆叠的状态，表面锈色，溶渣严重。
项目优势：
· Mech-Eye LSR L工业级激光3D相机，高精度，可对不同品规的钢板生成高质量点云数据；
· 先进点云拼接算法，满足超大料框上料需求；
· 可应对钢板乱序堆叠、表面锈色、溶渣严重等复杂情况；
· 可稳定区分坡口朝向和钢板件型号；
· 钢板规格区分准确，生产效率显著提升近一倍。
工件上下料作为生产加工的重要环节，其自动化水平会直接影响到工程机械设备性能。除工程机械行业，梅卡曼德AI+3D视觉引导工件上下料解决方案在汽车、家电、一般工业等行业都有着广泛的应用，目前已经落地了刹车盘等众多工件的抓取上下料项目。以性能强大的AI+3D技术解决工件上下料实际应用中的痛点，帮助更多制造企业实现自动化、无人化生产。
如果您有工件上下料的应用需求或想了解更多我们的各类产品及解决方案，请发送邮件至info@mech-mind.net，我们将竭诚为您服务。