遮光方案
机器人工位处的光照主要来源于自然光、照明灯光，通常情况下可优先通过调节窗帘、关闭或调节已有灯光来满足 3D 相机的工作条件。
综合考虑采光方式和工作站布局等因素，本文将需要遮光的情形划分为三类，这些情形在实际项目中具有广泛的代表性。
厂房顶部采光窗带
该场景多见于机械领域的装配及机械加工车间，日间通过自然光采光，夜间或阴雨天使用吊灯补光。若 24 小时不间断作业，还需对日间和夜间进行有针对性的遮光。
如下图所示，左图为日间采光效果，右图为补光时的采光效果。
下文将分情形对厂房顶部采光窗带场景的场景的遮光方案进行介绍。
情形一：单拍照点工位遮光
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情形描述：
工位上只有一个相机且拍照点固定。
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遮光要点：
优先遮挡顶部光源。对于高亮反光工件，需同时遮挡工位顶部相邻光源的斜射光线。
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遮光材料：
遮光材料需选用半透明亚克力板，支撑材料可根据遮光面积选用型材搭建或碳钢焊接。
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遮光案例：
如下图所示，分别为“四面全遮”和“顶部全遮”的案例。
情形二：多拍照点工位遮光
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情形描述：
六轴机器人工位，且工位上有多个拍照点，可能存在一个相机，也可能存在多个相机。
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遮光要点：
遮光面积需覆盖所有拍照点，还需遮挡工位边角处的斜射光线。
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遮光材料：
遮光材质可选用半透亚克力板或轻质防火布等，支撑材料优先选用碳钢焊接，可实现较大跨度。
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遮光案例：
如下图所示，分别为多相机工位、单相机滑动拍照工位的遮光案例。
情形三：桁架机器人工位
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情形描述：
桁架机器人工位，工位上有一个相机，多个拍照点。
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遮光要点：
遮光面积需覆盖所有拍照点，对于高亮反光件，需同时遮挡斜射光线。
同时，由于桁架机器人运动区域不允许布设遮光棚支撑立柱，所以需考虑大跨度的龙门架、吊顶棚、单立柱斜拉棚等形式的遮光方案，既要满足遮光需求，又不能影响桁架机器人运动。
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技术要求：
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需综合考虑现场设备及周边环境的布局后来设计遮光支架。
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遮光骨架应牢固、简洁、美观。
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遮光装置应占地面积小，不影响周边设备和安全围栏。
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遮光装置应不影响上下料，或天车吊装。
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遮光材料：
遮光材料优先选取轻质的防火布材料，支撑骨架可根据现场实际情况选择碳钢焊接，或拼装式龙门骨架。
对于侧面遮光材料，通常采用半透明亚克力板，通过连接角件预制孔位，然后牢固安装在支撑材料骨架上。当有其他约束条件时，也可选用全遮光布艺面料的窗帘布，布艺窗帘拆装方便，便于日后清洗更换，同时搭配电动驱动机构，可实现自动化控制，如下图所示。窗帘布的固定形式可直接采用基本的布艺窗帘安装方式，用铝合金窗帘轨道固定在支架上，窗帘上应有相对较小的褶皱，以保证窗帘既美观大方，又不累赘。
对于顶部遮光材料，由于工位区域跨度较大，且区域内不允许架设立柱，因此对顶部遮光材料的重量有严格的限制。可选择防火布材料进行顶部遮光，该材料可节约成本，但需铺设支撑结构来防止材料塌陷。
对于骨架材料，具体推荐如下：
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主体结构采用 80mm×80mm 镀锌方管。
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主体结构间使用 50mm×50mm 镀锌方管连接，起到支撑作用。
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地面连接件选用 200mm×200mm 的镀锌钢板，然后通过预埋或地脚螺栓的形式固定在地面上，如下图所示。
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预埋用的钢膨胀螺栓需固定在混凝土地面，然后将方管焊接在预埋件上。
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镀锌方管、镀锌钢板预埋件需做油漆防锈喷涂处理，避免生锈。
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遮光案例：
如下图所示，分别为全工位遮光、工位顶部遮光的案例。
厂房侧面窗户透光
厂房顶部光源较多
该场景多见于无尘车间以及精密装配机械加工车间，如 3C 行业缺陷检测车间、机械行业发动机装配/电机装配/轴承装配车间等。该场景特点是只采用顶部光源采光方案，根据光源的形式及密度需提供不同的遮光方案。如下图所示，为某车间的顶部光源布置方案。
下文将分情形对厂房顶部光源较多的场景的遮光方案进行介绍。
情形一：局部遮光
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情形描述：
工位上方有持续性的照明灯，开启时会影响相机工作，此时需进行局部遮光。
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遮光要点：
需对灯光进行遮光处理，遮光装置安装在龙门式相机支架上，可同时遮挡相机上方和前方的光线，避免光线直射和斜射对相机造成影响。
此外，当有灯光斜射时，也可采用四周遮光的方案，保留顶部光带的采光效果，从而无需单独添加补光灯。
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技术要求：
原则上，布置在相机支架上的遮光装置的质量越轻越好，需避免大跨度、大面积遮光，同时需综合考虑现场通风情况，避免因风吹导致相机支架抖动，影响相机外参。
铝板通常由两块铝板拼接而成，同时铝板应重合度较大地叠放，用于防止漏光，其中矩形铝板在下，L 型铝板在上。此外，为了安装运输方便，也可考虑将过大的铝板裁剪成块进行安装，安装时的块对接处需保证不漏光。
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遮光材料：
对于遮光材料，需遵循如下要求：
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遮光支架采用 40×40 型材搭建。
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可采用阳极氧化铝板作为顶部遮光板，铝板需两侧折弯，且厚度约为 3 mm。
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可采用半透明茶色亚克力板作为侧面遮光板。
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遮光案例：
如下图所示，分别为对工位上方遮光和四周遮光的案例。
情形二：小面积遮光
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情形描述：
工位位于布局紧凑的厂房内，某一面有阳光直射，夜间顶部有亮度较强的 LED 灯，此时需进行小面积遮光。
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遮光要点：
需遮挡大部分阳光、灯光，避免工件被光直射，从而为 3D 相机工作创造一个良好的光照环境。同时遮光方案需符合现场布局要求，尤其是设备较多，布局较为紧凑的厂房。
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技术要求：
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需将侧面遮光骨架与工位安全围栏融合，发挥围栏隔挡的作用。
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需综合考虑现场布局，确定立柱的地脚孔位置，避免立柱位置超出工位区域。
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需将亚克力板材镶嵌在铝型材的凹槽中，且应根据实际需求来确定顶部遮光板面积。
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遮光材料选材应美观大方，符合现场风格。同时遮光装置应为半透明状，满足生产观察以及参观需求。
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遮光材料：
可采用半透明茶色或黑色亚克力板作为遮光材料，同时综合考虑现场布局，尽可能保持现场色系一致，且整洁美观。
对于骨架材料，可选用欧标铝型材，通过内置连接件连接，铝型材槽口选用黑色封口条。
对于上下料口，可安装半透明软帘，方便人工或设备自动上下料。
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遮光案例：
如下图所示，分别为半透明茶色或黑色亚克力板遮光和欧标铝型材遮光的案例。
材料推荐
遮光方案中的材料选择主要包含两个方面。一方面是遮光材料的选择，选择合适的遮光材料才能满足相机的识别要求；另一方面是支撑遮光材料的骨架材料的选择，只有先确定好遮光材料、遮光范围、工位布局等因素，才能确定合适的骨架材料及布局。下文将介绍常见的其他遮光材料。
遮光材料
遮光材料包括亚克力板、防火帆布、薄钢板等，不同的场景对遮光材料有不同的要求，在满足遮光需求的同时还应满足低成本、美观、安装方便等附加需求，因此在设计之初应做好充分的了解。常见的遮光材料性能对比如下表所示。
| 遮光材料 | 美观性 | 防火性 | 重量 | 施工难易程度 |
|---|---|---|---|---|
亚克力板 |
整体造型美观 |
不防火 |
重量重，会增加遮光装置整体重量 |
遮光装置骨架需预制安装孔，用于安装亚克力板，导致施工难度较大 |
防火帆布 |
铺设整齐，外形美观 |
防火 |
重量轻 |
施工方便、快捷 |
薄钢板 |
薄钢板易翘边、鼓包，需使用与工位同色号的颜料进行涂装 |
表面油漆材料不防火 |
重量重，且遮光装置骨架需增加较多钢材，使遮光装置整体重量大幅增加 |
遮光装置骨架上需增加较多固定点，用于安装钢板，安装复杂，施工难度较大 |
下文将对常见的遮光材料进行详细介绍。
半透明亚克力板
半透明亚克力板具有一定的遮光效果，主要适用于遮光区域较小的工位顶部及侧面。由于其本身材质较轻，可与相机支架相结合，也可单独使用铝型材快速拼装，具有安装方便、美观等特点。同时，不同颜色及透明度的材料具有不同的遮光效果，其材料如下图所示。其缺点是结构稳定性较差，易损坏。
当半透明亚克力板与相机支架配合进行三面遮光时，现场遮光方案如下图所示。
金属板
常见的金属板材料包括钢板、铝板钣金等，其成型效果好、遮光效果明显，具有稳定性强、寿命高等特点，同时还能对相机起到一定的保护作用，多适用于工位上方有行车吊装作业的场景。金属板的质量较大，需有钢结构骨架的支撑。
在美观性方面，可选用与工位设备同色号颜料对金属板进行涂装，金属板色调与工位色调融为一体。
金属板遮光方案如下图所示。
防火帆布
防火布具有质量轻、价格低、铺设方便的特点，遮光效果较为明显，可结合厂房环境选择不同的材质、颜色的防火帆布，如下图所示。防火帆布主要适用于大面积的遮光场景，如工位上每排有 4~5 台相机，整体遮光成本较低，常搭配拼装式钢结构骨架进行遮光，安装便捷且成本较低，缺点是结构稳定性较差，易损坏。
在实际项目中，多工位整体遮光方案如下图所示。
半透明软帘
半透明软帘多适用于上下料频繁的工位，且布置在上下料的出入口，方便 AGV 或叉车上下料，具有较强的灵活性。半透明软帘缺点是易变形受损，且其柔韧性受温度影响较大。
在实际项目中，半透明软帘的遮光方案如下图所示。
