3D成像技术和智能相机现已增强了机器视觉检测的灵敏性和功用,若是将其与先进的图画预处理工具和智能化的软件相结合,则能够进一步解决曩昔难以或简直不或许完结的自动化检测运用。
这些技术的进步能够带来更高质量的产品,同时削减废物的生成,大大降低成本。在制作进程前期对各零件进行缺点检测能够在产品拼装之前替换或修理好零件,然后缩短出产时刻,削减出产成本。
经过下文提及的三个实践的运用事例,我们不难发现, 2D和3D成像在一起的一个软件渠道,外加与先进灵敏的2D和3D图画处理算法相结合,给视觉体系检测带来了明显的优势,并进步了软件运行的功率。第一个运用事例是马桶的自动检测和制作--鉴于马桶所运用的资料和形状,检测进程无疑是杂乱的;第二个运用是轿车刹车盘的机器人抓取和检测,几经测验后完结这一出产环节的自动化,并探索了多个解决方案;第三个检测运用是用于制作轿车电池的锂电池极片,检测速度更快、精度更高。
快速检测
你或许想象不到,马桶的制作进程竟会如此杂乱,自动化出产也颇具难度。马桶所运用的陶瓷和资料有其特有的反射能力,对其带弧度的瓷面进行质量操控可谓是挑战重重。即使是基本的的配件,如水箱、便池、进出水口和排污管道等,也需求在制作进程中进行细心的检测。此外,设计师们正在设法丰富马桶的功用,如知名马桶品牌中会增加可加热型马桶座圈、集成坐洗器和双冲刷体系,这使得马桶的制作更为杂乱。
3D成像可对马桶座圈进行实时高度丈量,以查看马桶盖安装是否平坦 (图由 Teledyne DALSA 供给)。
由于在几个制作节点中质量查看都必不可少,对一个普通的马桶进行人工拼装和检测或许需求多达20人,整个手动安装和检测的进程则需求耗时5至6分钟。
如果等到外观查验环节才发现产品的缺点,那么出产周期或许会被延伸。比如马桶左边比右侧稍高一点,则需求在右侧增加一个垫片才能使两边持平,而这一小小的批改会使得人工出产的时长额外增加了5至6分钟。
在一条典型的马桶流水出产线上,我们凭借了20台相机来完结自动化检测使命和完结机器操作的功用。在这一进程中所运用的检测相机主要是智能相机,它们能够用于质检、零件定位、标签方位承认或完结机器拾取和放置操作。
这类机器人体系依托机器视觉来准确识别孔的方位,并引导机械臂结尾工具将螺钉放入孔中,别的安装好螺钉后,相机再次承认螺钉是否安装到正确的方位。
在视觉软件的协助下,一台激光三角法的3D相机执行了检测的使命。该软件能够将2D和3D算法运用于图画数据中,把相机的3D点云数据转换为2D图画数据,以支撑常规图画预处理,并使得形式匹配或边缘检测更为便捷。2D图画数据还有助于将机器人引导到正确的方位,随后,相机将凭借其三维成像的功用保证从马桶的顶部和侧面摄影时一切的零件都是正确放置和对齐的。相机还能承认每个螺钉和标签是否处于正确的方位,并能检测出马桶盖和便池之间以及便池和地板之间的间隙。
传统的机器视觉和3D机器视觉的结合有助于完结这一出产线的自动化,而出产自动化在缩短出产时刻、降低人工成本和进步产品质量上的明显优势也得以进一步突显。
经过完结自动化,现在在出产线上拼装马桶的时刻从原来的5-6分钟缩短至 65 秒,所需的劳动力也从20人削减到仅需3个人。此外,从根本上说,自动化准确度更高,且操作可重复,能够出产出更高质量的产品。
削减刹车盘飞出
在第二个运用事例中辅以 2D和3D相机协同作业,将有助于完结轿车刹车盘的出产自动化,然后进步出产功率。这一出产进程所需的刹车盘一般涂有可进步功用并延伸刹车盘运用寿命的防腐资料,如锌或聚合物。
在抓取轿车刹车盘时需求高精度的操作(图由 Teledyne DALSA 供给)。
在轿车刹车盘的出产进程中,导入自动化设备之前,刹车盘放置于1平方米的料仓中,再由工人手动将每个盘从料仓中转移并放置在传送带上。随后,另一名工人将制动盘从传送带上逐个取下并拿到喷涂室,使刹车盘在涂层棒上坚持平衡,涂层棒将旋转以保证涂料能够均匀分布。大多数涂层室都有玻璃窗或玻璃门,方便工人调查。
涂料工序完结后,工人将每个刹车盘从涂层棒上取下并放到另一条传送带上,持续进行制动体系的出产。若每天作业时长为8小时,工人可对200 个刹车盘涂上防腐资料。
普通轿车规定运用的制动盘均匀分量一般为9.5公斤(合约21磅),这或许导致工人容易疲惫、因刹车盘掉落形成人身损伤或因操作不妥形成背部拉伤。
由于这一出产环节是高度重复的,因此第二个自动化运用事例供给了一个抱负的解决方案,但它实践操作起来也具有一定难度——大的挑战是在涂层棒上进行准确定位并平衡平衡盘的方位,如若不然,刹车盘或许会从棒上飞出,对涂层室的玻璃门窗等形成损坏。如果产生这种事故,安装线不得不关停维修,大大增加了成本。
不同的供应商测验了七次才明确如何自动化精准定位刹车盘在涂层棒上的方位,以避免对作业室形成损坏。
这一难题的成功解决有赖于2D和3D相机在两个出产流程节点中的运用。其中,3D相机主要用于铣出托盘上堆放着刹车盘的槽的概括,以协助引导机器人手臂将刹车盘转移到移动的传送带上。3D相机则专门安装在距离料仓约2.5米远的地方,以捕捉该区域及其周围的影像。
2D相机检测到的信息则能够用于引导第二个机器人拿起刹车盘,并将其放置在涂层室的一根棒上。2D相机安装在涂层室外,并凭借软件对相机与室内涂层棒之间的歪斜视点进行校准。在图画生成时,软件校对了刹车盘的方向,以保证其在放置前与竖向的涂层棒彻底笔直。否则,机器人或许会错误地将刹车盘放在半途,然后导致出产事故的产生。
智能相机助力机器人抓取和放置的运用,以完结智能制作(图由 Teledyne DALSA 供给)。
喷涂完结后,在机器人手臂的操作下,圆盘与涂层棒别离,随后持续下一个作业流程。
自动化技术的运用促进覆上涂料的刹车盘从每天 200 张增加到了 400 张,精度和可靠性更高,工人呈现安全事故的危险也进一步降低了。
大程度削减缺点
第三个运用事例依托机器视觉软件中广泛运用的预处理和前沿算法,以完结对现代电动轿车中运用的锂电池组件进行准确检测。