泵管又称混凝土输送泵管,能够大幅提升混凝土输送效率,是建筑行业重要的工程机械配件。泵管长度长、自重大、质量标准高、生产工序多,生产过程催生了大量自动化需求。
某大型砼泵类机械生产企业在其泵管压装耐磨环环节,引入梅卡曼德AI+3D视觉进行泵管上料。大幅提升产线自动化、柔性化水平,保证客户高质量泵管生产。
项目难点
此工艺环节需将整框来料的泵管放置于固定位置进行耐磨环压装,以此提升泵管的密封性能。
01 客户痛点
现场工件图
· 泵管自重大(10 kg-100 kg不等)、长度长(800 mm-3500 mm不等)。
· 人工上料强度大,存在危险性。上料精度有一定要求,人工或机械定位上料方式可能造成耐磨环错位、脱落等情况,影响成品泵管质量。
· 客户对于泵管生产质量、生产效率要求高。
02 视觉挑战
项目现场
· 泵管表面存在油污、反光、锈迹等情况,对3D相机成像能力要求高。
· 泵管码放在料框中,由行车吊装到位,存在倾斜、错位等情况。料框到位位置存在波动,需3D相机视野完整覆盖超长工件并适应各类复杂来料情况。
· 泵管种类达几十种,分为圆管(管两端直径相同)和锥管(管两端直径不同);泵管长度在800 mm-3500 mm不等,直径在120 mm-200 mm不等,需3D视觉系统兼容各类泵管。
现场来料
· 锥管两端直径不同,压装耐磨环的尺寸亦不相同,需3D视觉系统判断锥管方向,避免上料时管件朝向错误。
· 厂房采用了顶部天窗和大面积落地窗进行采光,过多光线干扰对3D相机抗环境光能力要求高。
解决方案
项目现场
3D相机选型:Mech-Eye LSR L
3D相机安装方式:单工位2台相机固定安装于龙门支架上。
3D相机工作距离:2200 mm(相机底部到泵管上表面的距离)
通讯方式:3D视觉系统与机器人直接通信,通讯协议为TCP/IP。
工作流程:
· 整框工件由行车吊装到位,并发送信号给机器人。
· 机器人收到信号后触发3D相机拍照,视觉系统获取泵管种类及位姿信息,并识别锥管朝向。
· 3D视觉系统引导机器人抓取泵管中间部位,放置于固定位置。
· 重复上述循环直到整框工件抓取完毕。
01 方案优势
超长工件清晰、完整成像
泵管点云图
· 自研激光结构光技术,能够适应不同时段、不同角度的光线干扰。在现场>30000 lx环境光干扰的情况下,对表面反光、油污、锈渍的泵管生成高质量点云数据。
· 根据客户现场工位布局和对超长工件上料需求,将2台3D相机固定安装于龙门支架上,相机间距2000 mm。双相机协调,确保相机视野完整覆盖最长为3500 mm的泵管,轻松应对来料位置波动。
· 大视野、大景深远距离3D相机+双相机精准标定,实现高精度点云融合,满足客户超长工件上料需求。
智能规划抓取
抓取位姿
· 自研高精度3D视觉匹配算法,获取待抓工件的准确位姿,为机器人提供精准抓取信息。
· 3D视觉系统可判断锥管方向,完成耐磨环的精准压装。
· 智能规划抓取,更好应对现场工件压叠、错位等,避免料堆倒塌、掉件等情况。
· 支持现场数十种泵管,后期可根据生产和订单需求实现新增产品的快速导入。
稳定高效,易用性强
· 对到位位置不一致的料框进行精确识别定位,动态调整碰撞检测模型,按真实环境搭建场景模型。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。
· 自主开发标准通讯接口,支持3D视觉系统与使用TCP/IP等主流通讯协议的各类品牌机器人进行通讯。客户无需进行通讯程序开发,满足不同现场通讯需求。
· 梅卡曼德可为客户提供相机安装、手眼标定、视觉通讯调试等3D视觉系统部署服务。并提供操作培训,确保客户现场长期高效稳定运行。
02 项目收益
· 通过3D视觉实现了超长泵管精准上料,大幅降低人工劳动强度。稳定抓取,提升泵管生产质量。
· 单工位每天可完成1500根泵管上料,效率满足客户后道工艺、业务等方面需求。
梅卡曼德AI+3D视觉工件上下料解决方案技术成熟、易用性强,在汽车、工程机械等行业应用广泛,能够解决工件上下料场景中存在的工件反光、暗色、结构复杂、乱序堆叠等复杂问题。目前已通过众多大型项目终端验证,帮助众多企业实现了自动化、柔性化生产。