安装场景要求

本节以有序圆柱体轴棒上料方案安装场景为例,详细讲述了该方案在工位安装场地、光照条件、供电以及供气等方面的具体要求。

地面与楼板

梅卡曼德视觉系统通常与机器人、输送线、机械加工中心等配合使用,机器人对地面或楼板要求较高,具体要求如下。

  • 水泥混凝土地面与楼板:

    静载荷 材料 混凝土等级 混凝土浇筑深度

    ≥ 3 T/m²

    混凝土

    不低于 C30

    不低于 150 mm,推荐深度为 200 mm 以上。

  • 花纹钢地面与楼板:

    • 机器人安装位置的静载荷不低于 3 T/㎡。

    • 相机支架安装位置下方应有横梁作为支撑,禁止出现如下图所示的安装方式,其中 1 为相机支架,2 为花纹钢,3 为横梁。

      patterned steel floor and floor slabs prohibit

安装空间

在实际项目中,需考虑相机视野和机器人抓取空间的要求,以及其他干扰因素。具体注意事项如下。

  • 工位的安装位置净空高度应不小于 4 m,以确保相机视野能够覆盖抓取区域,以及机器人的活动空间充足。

  • 机器人运动范围内应避免出现立柱或其他障碍物,以确保机器人能够自由移动,且不会受到障碍物的干扰。

  • 安装相机时,相机下方不得有任何遮挡相机视野的物体,以确保相机能够正常拍摄到目标物体,并提供准确的视觉信息。

  • 在规划相机安装位置时,需避免楼层主梁、次梁、消防水管、人造光源或风管等物体对相机视野的影响,以确保相机能够正常安装。

光照情况

现场的光照情况会对 3D 相机的成像效果产生较大的影响,具体影响因素及解决方案如下。

因素一:现场光照过强

  • 情况描述:

    该因素将导致图像过曝,相机无法获取到合格的 2D 图像和点云。现场常见的强光来源如下图所示。

    strong light source
  • 解决方案:

    • 为获得良好的图像数据,建议选择激光相机(LSR S、LSR L)。

    • 当现场光照过强,激光相机无法满足需求时,需考虑设计遮光方案,具体内容可参考遮光方案

因素二:现场光照不均匀

  • 情况描述:

    该因素将影响深度学习识别效果。现场光照不均匀的情况如下图所示。

    uneven lighting
  • 解决方案:

    一般可采用搭建遮光棚或增加补光灯的方式改善该情况,可选用色温 6000 k 的补光灯、光照强度可调的白色普通 LED 条形光源或面光源。

因素三:工件上下层之间光照差异大

  • 情况描述:

    当垛高度大于 2 m 时,相机识别到的上层工件图像过亮,下层工件图像过暗,如下图所示,该因素将影响深度学习识别效果。

    big difference in lighting
  • 解决方案:

    可通过对垛侧面打光、垛顶部增加可控光源的方法来改善该问题。

供电情况(参考)

电网 三相电压 频率 接地方式 功耗

TN-S 网络(三相五线制,3-ph,N,PE)

380 V 交流电压,±10%

50 Hz,± 1 Hz

联合接地方式(电阻值要求不大于 4 Ω)

单个工位功耗不低于 14 kVA

压缩气体(客供)

对于压缩气体的使用,干燥、清洁和无油污是关键要求。同时,需要注意压力稳定性、温度控制和湿度控制,并确保提供充足的气体流量以满足视觉系统需求。具体要求如下。

  • 清洁、干燥、无油污:为了保证视觉系统正常运行和延长气动元件的寿命,压缩气体应通过使用合适的过滤器和干燥器来实现清洁、干燥和去除油污处理。另外,压缩气体也不应含有有机溶剂、盐分以及腐蚀性气体等成分。

  • 气体压力:通过使用适当的调压阀和稳压装置,使压缩气体的工作压力应在 0.6 MPa 至 0.8 MPa 之间,且压力波动应小于 10%。

  • 温度和湿度:压缩气体的温度应在 -5 ℃ 至 70 ℃ 之间。在低于 5 ℃ 时,需注意去除水分,以防止结冰或产生其他问题。此外,相对湿度应控制在 80% 以下,避免过高的湿度对视觉系统造成影响。

  • 气体流量:根据所选用的气动元件和实际需求,并通过合理设计系统和选择适当规格的压缩机,来确保提供充足的压缩气体流量。

环境粉尘

若现场环境中的粉尘浓度过高(如下图所示),会影响工位设备运行。务必高度警惕直径小于 2.5 mm 的金属粉尘,须做好防尘措施,确保工位环境的安全与卫生。下文将介绍如何进行工控机防尘相机防尘

dust

工控机防尘

在高浓度粉尘环境中,由于设备长期工作,其表面温度比环境温度高,因此很容易导致灰尘颗粒吸附在设备表面或电器的外露接口(如工控机网口等),从而造成接口或触点接触不良,进而影响信号质量,严重情况下,还会导致工控机中的元器件发生短路。此时,应做好工控机、相机防尘。

如下图所示,大量金属粉尘附着在网口,导致网口烧损,甚至出现网口冒火花的情况,最终导致工控机内部元器件无法修复。此外,显示器接口及其线缆也可能遇到相似问题。

dust ipc

一般情况下,工控机被安置于柜体中,可利用密闭空间进行防尘。然而在恶劣环境中,灰尘或许仍会渗入柜体。因此,应对工控机柜体采取有效的防尘措施。

  • 柜体内灰尘主要来源:

    柜体由钣金焊接并组装,可能存在缝隙。

    过线孔、通风口等未完全密封。

    柜体表面的风扇口易带入灰尘。

  • 柜体防尘措施:

    要求柜体钣金满焊,禁止出现点焊、断焊等现象。

    使用毛刷或塔形橡胶密封件密封过线孔。

    综合考虑过滤等级与气流阻力,选择合适等级的防尘网材料,并定期检查和维护,防止堵塞。

相机防尘

在高浓度粉尘环境中使用相机时,会对相机造成损伤,影响相机的成像效果和使用寿命。为解决上述问题,可为相机安装保护装置来保护相机。相机保护装置设计方法可参考高浓度粉尘场景中相机保护装置设计

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