工业智能相机在汽车车间引导机器人的应用

据悉，汽车产业是机器人密度最高的行业之一，汽车制造四大工艺，包括冲压、涂装、焊接、总装都离不开机器人，有的产线通过机器人集成，自动化率甚至可高达100%。
在发动机生产工厂，汽车发动机的缸体搬运工作是由机器人来进行。在引导机器人进行缸体搬运时，采用的是由定制的工业智能相机＋视觉软件的方式。在生产过程中，遇到了棘手问题，主要是：相机拍照一次检测不成功，需要多次拍照才有可能检测成功，影响了工作效率。因此，决定进行技术改造，以实现机器人对缸体的高效精确抓取。
机器视觉
在改造时，这个问题一直困扰着技术人员。在应用现场，缸体是码放在一层层的拖盘上，每隔一层缸体码放的方向不同。由于缸体只有一个抓取位置，所以机器人在抓取时，会自动将爪具旋转0 度、90 度、180 度或270 度，然后根据每层托盘上每个缸体的大概位置去拍照抓取，同时相机也会跟着爪具进行旋转。这样，得到的图像都是一个方向的，而相机却跟着机器人改变了拍照方向，这直接影响了抓取的准确性。
因此，要成功实现技改，就要搬掉这个拦路虎，技术人员详细分析了迫切需要解决的两个技术难点。
第一：机器人坐标系与图像坐标系的对应关系（N 点校准）。
从理论上来说，如果机器人旋转0 度、90 度、180 度或270 度时的旋转中心是一致的，那么，就可以只针对0 度时的坐标对应关系做N 点Calibrate，其他三个角度时的坐标系对应只是象限不一样。
1）机器人坐标系与图像坐标系都是0 度时，两个坐标系是重合的。这时，在做完N 点Calibrate 后，机器人坐标与图像坐标可直接一一对应。
2）机器人坐标分别旋转90 度、180 度和270 度时，图像坐标系虽然没有改变，但是却与机器人坐标系的其他象限有了对应关系。
3）如果机器人的旋转中心是一样的，就可以得到一个拟合圆。
需要注意的是：机器人在抓取位置旋转四个方向拍照时，必须是以同一固定点为圆心进行旋转，只有这样四个方向（象限）的点才能对应起来，这时只要在一个方向做9 点标定即可。否则，如果机器人在抓取位置旋转四个方向拍照时，不是以同一点为圆心进行旋转，那每个方向（象限）都要重新做9 点标定，因为每个方向的点是不能对应。
　　最终经过确认，机器人夹具在旋转0 度、90 度、180 度和270 度时的旋转中心很难保持一致，所以只校准一次并对应象限的方法就不能使用了。这样，四个角度时都要分别做N 点Calibrate。
　　第二：拍照后，必须确定图像特征的旋转中心的偏移量，图像特征旋转中心与偏移量的和，必须与机器人夹具的旋转中心保持一致，否则抓取时就会产生很大误差。
为解决技术改造中遇到的这些难点，并选择一个令人信任的技术解决方案，技改部门在综合比较技术实力、产品性价比、售后服务能力和服务质量等多种考虑下，决定选择机器视觉方案服务商——朗锐智科。
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