三菱電機(jī)2008年2月14日發(fā)表了高速、高精度測(cè)量零件位置及傾斜度的小型三維視覺(jué)傳感器和三維物體識(shí)別技術(shù)。該產(chǎn)品是面向小型垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人等該公司制造的單元生產(chǎn)用機(jī)器人而開(kāi)發(fā)的。重量約800g，可安裝在搬運(yùn)重量為3kg左右的機(jī)器人上。
一般來(lái)說(shuō)，單元生產(chǎn)與生產(chǎn)線生產(chǎn)不同，零件托盤(pán)具有小型、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)也存在不能使用送料器，零件供給無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的課題。要想解決該問(wèn)題，就需要三維識(shí)別裝置，通過(guò)識(shí)別零件的位置及傾斜狀況，將識(shí)別信息傳達(dá)給機(jī)器人，以便能夠從容易抓取部件的地方開(kāi)始按順序抓取零件。但是，原來(lái)的三維識(shí)別裝置精度越高尺寸就越大，所以很難應(yīng)用于單元生產(chǎn)。為此該公司開(kāi)發(fā)出了可安裝在適于單元生產(chǎn)的小型產(chǎn)業(yè)機(jī)器人上的三維視覺(jué)傳感器，以及可高速識(shí)別各種零件的物體識(shí)別技術(shù)。
新開(kāi)發(fā)的視覺(jué)傳感器由照射三維測(cè)量用圖形的激光投射部分以及對(duì)圖形進(jìn)行拍攝的相機(jī)部分組成。通過(guò)傳感器同時(shí)獲取和組合二維圖像信息和三維距離信息來(lái)高速、高精度地識(shí)別零件的位置和狀態(tài)。距離30cm進(jìn)行識(shí)別時(shí)的平均距離誤差為±0.6mm，處理時(shí)間為0.15秒。即使是螺釘狀的小零件，也可在短時(shí)間內(nèi)從散亂堆積的零部件中從最容易拿取的零件開(kāi)始拿取。
使如此高精度的識(shí)別成為可能的技術(shù)之一是在相機(jī)周?chē)渲昧?個(gè)LED光源。通過(guò)分析依次點(diǎn)亮這些LED時(shí)拍攝的圖像，可準(zhǔn)確捕捉到零部件的輪郭。原來(lái)，電鍍零件及有光澤的金屬零件其周?chē)臓顩r發(fā)生變化是，很難識(shí)別出形狀，但通過(guò)從8個(gè)方向照射光線后形成陰影，便可輕松地檢測(cè)出實(shí)際落差。具體步驟如下。
首先，在激光器照射測(cè)量圖形時(shí)用相機(jī)同步拍攝，獲得二維濃淡圖像。同時(shí)以三維方式計(jì)算距離。二維圖像會(huì)把在堆積的零件中曝光較多、機(jī)器人容易抓取的水平放置的零件顯示成濃色調(diào)。三維信息則會(huì)把距離越近的零件顯示成明亮的色調(diào)。在此基礎(chǔ)上，將轉(zhuǎn)換成機(jī)器人坐標(biāo)的位置及狀態(tài)信息傳輸給機(jī)器人后，機(jī)器開(kāi)始挑選作業(yè)。先將零件拿到托盤(pán)外部暫時(shí)放置，然后通過(guò)確認(rèn)零件朝向、再次挑選進(jìn)行組裝。
在實(shí)際的單元生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可以協(xié)同使用將多個(gè)零件從各個(gè)托盤(pán)內(nèi)取出的機(jī)器人以及對(duì)取出的零件進(jìn)行安裝的機(jī)器人。
原來(lái)的三維視覺(jué)傳感器在鏡頭更換及對(duì)焦方面需要高端技術(shù)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)很難操作。因此，該公司還新開(kāi)發(fā)了測(cè)量算法。這樣一來(lái)，不僅能夠簡(jiǎn)單地進(jìn)行高精度的距離測(cè)定，而且還使現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)整作業(yè)變得更為輕松，能夠縮短調(diào)整及工件更換的時(shí)間。
