方案设计

本节介绍深筐小零件方案的设计思路,包括视觉系统运行流程、软件组合、相机选型、标定板选型等。

视觉系统运行流程

视觉系统运行流程如下图所示。

vision system workflow

该方案需分两步进行:

  • 一是先识别深筐内的小零件,并抓取一定数量的小零件并放置在二次定位台上,对应Mech-Vision中识别深筐内小零件工程;

  • 二是识别二次定位台上的小零件,抓取这些小零件并放置在对中台,对应Mech-Vision中识别二次定位台小零件

配置完视觉识别工程后,即可运行修改好的机器人抓取程序,引导机器人从装满小零件的深筐中进行精准的乱序抓取,实现自动化的物料供应。

软件组合

该方案使用Mech-Vision识别深筐小零件位姿,使用Mech-Viz规划抓取深筐小零件的路径。

如下图所示,Mech-Viz基于位姿规划机器人抓取的路径,并通过标准接口通信返回给外部设备(如机器人、PLC等)。

software components

相机选型及确定安装高度

在深筐小零件上料项目中,根据相机视野、精度和工作距离,推荐选用Mech-Eye PRO S工业级3D相机Mech-Eye PRO M工业级3D相机(下文简称PRO S相机和PRO M相机),这两个相机精度高,速度快,抗环境光性能优异。关于这两个相机的详细技术参数请参考PRO系列技术参数。如需使用其他型号的相机,请使用3D相机选型工具筛选合适的型号。

确定好相机型号后,请使用3D相机选型工具确定相机的安装高度。具体流程如下:

  1. 确定物料顶层的尺寸信息和可能出现的极限高度,将其数值分别填入物体大小分类下的长度(mm)宽度(mm)高度(mm)选项卡中。

    为兼容来料位置的偏差,物料顶层四周的每个边都应预留出150~200mm的余量,如下图所示。即填入的长度和高度值应为物料顶层尺寸 + 下图预留的余量值。

    camera installation hight signal
  2. 开启相机到物体表面的距离(mm)右侧的开关,不断调节该参数的值,直至右侧代表物料的方块位于相机视野中心,且全部被覆盖,即方块为绿色。

    calc installation hight
  3. 相机的安装高度 = 相机到物体表面的距离 + 物料高度。

    为保证相机采集的数据质量良好,在满足视野和机器人运动空间等要求的前提下,应使相机到物料顶层的距离在推荐工作距离的范围内。

标定板选型

  1. PRO S相机

    • 当相机工作距离为500~800mm时,推荐使用的标定板型号:CGB-020/BDB-5。

    • 当相机工作距离为800~1000mm时,推荐使用的标定板型号:CGB-035/BDB-6。

  2. PRO M相机

    • 当相机工作距离为1000~1500mm时,推荐使用的标定板型号:CGB-035/BDB-6。

    • 当相机工作距离为1500~2000mm时,推荐使用的标定板型号:CGB-050/BDB-7。

工控机选型

推荐使用的工控机为Mech-Mind IPC STD,该型号工控机适用于常规拆垛、上下料场景。

机器人选型

在该方案中,根据抓取范围和精度要求,应选择高精度的六轴机器人,如FANUC_M_10ID_12,本教程中以此机器人为例。

若选择其他品牌机器人,请参考机器人选型

工位布局设计

现场工位布局如下图所示,PRO M相机安装在距离料筐正上方2米处,相机采图后可以获取料筐及以及其中所有工件的点云数据。PRO S相机安装在距离二次定位台正上方1米处,相机采图后可以获取二次定位台上所有工件的点云数据。图中各部分为:1-PRO M相机;2-相机支架;3-机器人;4-来料料筐;5-PRO S相机;6-电气柜;7-夹具;8-机器人控制柜;9-临时料筐;10-对中台;11-二次定位台。

workstation layout design

夹具设计

该方案使用的夹具如下图所示。图中各部分为:1-气缸;缓冲装置;3-气控永磁;4-电磁铁。从料筐抓取小零件时的夹具形态如左图,使用气控永磁吸取小零件。从二次定位台抓取小零件时的夹具形态如右图,使用电磁铁吸取小零件。

gripper design

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