視覺(jué)引導(dǎo)的機(jī)器人降低了元件生產(chǎn)成本提高了產(chǎn)品質(zhì)量

挑戰(zhàn)：執(zhí)行拾放流程，在生產(chǎn)線上同時(shí)進(jìn)行原材料和成品元件的傳送和質(zhì)量控制。

解決方案：KWD將康耐視的智能3D-Locate圖像處理軟件、Kuka的現(xiàn)代機(jī)器人與W-Plan制造的精密機(jī)器相結(jié)合，部署解決方案。

優(yōu)點(diǎn)：相比人工控制的檢驗(yàn)流程，產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了極大的提高。質(zhì)量顯著改進(jìn)，并且廢品率明顯降低，這有利于公司提高盈利水平和長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。

機(jī)器人以極快的速度和幾乎俏皮的輕松在鋼板元件之間移動(dòng)，Schnellecke Group AG&Co.KG集團(tuán)旗下位于德國(guó)沃爾夫斯堡的子公司——KWD Automobiltechnik GmbH公司的焊接系統(tǒng)在元件生產(chǎn)方面正在實(shí)現(xiàn)新的突破。機(jī)器人在焊接站檢查、拾取和置鋼板，然后再次拾取和放置，以進(jìn)行額外的測(cè)試。W-Plan制造的精密機(jī)器結(jié)合康耐視3D圖像處理軟件與Kuka的現(xiàn)代機(jī)器人，解決了KWD的這項(xiàng)應(yīng)用。W-Plan制造的精密機(jī)器結(jié)合康耐視3D圖像處理軟件與Kuka的現(xiàn)代機(jī)器人，解決了KWD的這項(xiàng)應(yīng)用。這個(gè)視覺(jué)引導(dǎo)的拾放流程在生產(chǎn)線上同時(shí)執(zhí)行原材料和成品元件的傳送和質(zhì)量控制。康耐視現(xiàn)已證明是其理想的合作伙伴，因?yàn)槠?D-Locate軟件在行業(yè)內(nèi)具有無(wú)與倫比的卓越性。該3D視覺(jué)系統(tǒng)可靠并且可重復(fù)地確定元件位置，然后檢測(cè)供應(yīng)架的側(cè)板可能存在的瑕疵，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到機(jī)器人控制器。

機(jī)器人控制器利用元件的位置信息，根據(jù)元件的方向?qū)崟r(shí)調(diào)整夾持器的移動(dòng)。其結(jié)果是，相比使用人工進(jìn)行元件檢驗(yàn)和定位，產(chǎn)品質(zhì)量獲得了較大提高?，F(xiàn)在，機(jī)器操作員的工作量主要集中在系統(tǒng)的平穩(wěn)控制之上，而不是元件的正確加載和卸載。

精確同步

3D-Locate軟件在汽車行業(yè)的應(yīng)用一直非常成功，因?yàn)槠湟苑植襟E方式處理棘手的3D問(wèn)題，以確?？蛻糇プ∶恳粋€(gè)成功的機(jī)會(huì)。在KWD，汽車側(cè)板的整個(gè)生產(chǎn)和質(zhì)量管理流程均處于3D視覺(jué)系統(tǒng)的密切監(jiān)控之下。根據(jù)作業(yè)工序的不同要求，采用單個(gè)或立體式相機(jī)記錄相關(guān)的圖像區(qū)域?？的鸵?D-Locate軟件實(shí)時(shí)提供3D位置數(shù)據(jù)。智能視覺(jué)系統(tǒng)使用來(lái)自康耐視全面的視覺(jué)工具庫(kù)的PatMax?幾何圖案匹配工具和不同的2D工具。3D-Locate軟件解決3D校準(zhǔn)的所有三個(gè)方面。其直接支持內(nèi)部校準(zhǔn)，可估計(jì)相機(jī)傳感器和鏡頭的參數(shù)。另外，其還可處理外部校準(zhǔn)，這指的是校準(zhǔn)相機(jī)的位置，無(wú)論其安裝在機(jī)器人末端效應(yīng)器上，還是固定在機(jī)器人單元的某個(gè)位置。最后，其還支持手眼校準(zhǔn)，這指的是用戶如何將視覺(jué)結(jié)果轉(zhuǎn)換成機(jī)器人移動(dòng)坐標(biāo)系統(tǒng)。

在第一道作業(yè)工序中，一個(gè)機(jī)器人將其自身與夾持器和組件庫(kù)前面的集成視覺(jué)系統(tǒng)定位，而在組件庫(kù)中，小型元件在傳送架上以水平方式排列。其測(cè)量元件的位置，并在正確的位置抓取各個(gè)元件。夾緊動(dòng)作是分兩個(gè)步驟完成的。首先，其通過(guò)真空抽吸元件，然后，栓銷傳遞到適當(dāng)位置并固定鋼板。同時(shí)，第二個(gè)機(jī)器人將其自身與傳送架前面的雙面夾持系統(tǒng)和集成3D視覺(jué)技術(shù)系統(tǒng)定位，以便其定位放置在垂直傳送架上的大型元件。

第二個(gè)機(jī)器人檢查傳送鎖定組件及測(cè)量元件的位置并在正確的位置拾取元件。隨后，兩個(gè)機(jī)器人移動(dòng)到裝載站—一個(gè)轉(zhuǎn)盤，并按照邏輯順序?qū)⒃胖玫秸_的位置。

全面的可追溯性和質(zhì)量驗(yàn)證

在點(diǎn)焊機(jī)器人完成焊接流程后，第一和第二個(gè)機(jī)器人將執(zhí)行光學(xué)點(diǎn)焊檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容包括點(diǎn)焊的數(shù)量和位置精度。3D視覺(jué)系統(tǒng)將檢查焊接是否放置在預(yù)定義區(qū)域。該系統(tǒng)將基于焊接控制參數(shù)檢查焊接點(diǎn)的根部是否正確。測(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)將存檔，圖像將分配到相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。通過(guò)這種方式，KWD Automobiltechnik公司實(shí)現(xiàn)了全面的可追溯性和可靠記錄的質(zhì)量驗(yàn)證。

要檢測(cè)元件位置，3D視覺(jué)系統(tǒng)須將自身與金屬薄板的突出結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位

在最后的作業(yè)工序中，第二個(gè)機(jī)器人移走成品焊接組件，并將其放置在成品元件傳送架上。如果堆放在傳送架上的成品元件達(dá)到了所需數(shù)量，信號(hào)將發(fā)送到傳送物流部，其將收集已堆滿的傳送架，并提供新的空傳送架。

全面的檢驗(yàn)和滿意度

除了產(chǎn)品控制，新系統(tǒng)還將通過(guò)康耐視3D-Locate提供的一項(xiàng)重要服務(wù)就是系統(tǒng)預(yù)定義區(qū)域的檢查。除了產(chǎn)品本身，3D視覺(jué)系統(tǒng)還將檢驗(yàn)一些發(fā)起站和終點(diǎn)位置，如焊接站的張緊桿。另外，其還將檢驗(yàn)集裝箱的傳送爪，以確認(rèn)它們是打開還是關(guān)閉的。即使在滿載情況下，該系統(tǒng)仍可實(shí)現(xiàn)顯著的效率提高。

在3D視覺(jué)系統(tǒng)的實(shí)施過(guò)程中，所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是光源。側(cè)板的各個(gè)組件在傳送架上并沒(méi)有確定的位置，它們?cè)谀承﹨^(qū)域可能扭曲或傾斜。這就導(dǎo)致汽車金屬薄板裸金屬出現(xiàn)不斷變化的反射行為。解決方案是建造帶白色內(nèi)墻的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，白光通過(guò)該結(jié)構(gòu)均勻地分散在金屬元件上，且實(shí)現(xiàn)最大可能的入射角。

經(jīng)過(guò)9個(gè)月的開發(fā)和調(diào)試階段后，這家新工廠正在三班制的基礎(chǔ)上全速運(yùn)行。然而，KWD Automobiltechnik已經(jīng)在考慮采取進(jìn)一步的措施。在未來(lái)的系統(tǒng)中，3D視覺(jué)系統(tǒng)將促進(jìn)發(fā)起站數(shù)量的顯著減少。這將提高成本效益，并最大限度地減少潛在的誤差來(lái)源。