风险评估及应对策略

在方案部署过程中,将会存在若干风险,本节将对可能遇到的风险进行评估,并提供对应的应对策略。

轴棒过长

  • 风险:当轴棒长度超出相机视野时,因为相机只能识别轴棒的一端或中心部位,无法获取完整轴棒的点云,所以难以准确获取轴棒轴向的中心位置。

  • 应对策略:对于对长度方向放置精度要求较高的情况,可考虑增加气缸等辅助装置,用于使轴棒的一端齐平。

轴棒表面附着其他物质

  • 风险:轴棒表面油污、铁屑等较多,使用磁吸夹具时极易发生轴棒掉落的情况。

    attached to other substances
  • 应对策略:

    • 选用夹爪或其他抓取工具。

    • 使用磁吸夹具前,需清理轴棒表面的铁屑、油污。

轴棒反光

  • 风险:表面反光的轴棒更容易受到外界光线的影响,导致获取的轴棒点云出现局部缺失的现象,从而影响视觉识别成功率和定位精度。

  • 应对策略:搭建遮光棚或采取其它遮光措施,如贴遮光膜,为相机提供稳定的光照环境,从而提高获取到的点云质量。具体内容可参考遮光方案

隔板材质透明

  • 风险:隔板材质透明度高,容易误识别到下层轴棒。

    partition transparent
  • 应对策略:采用不透明或磨砂隔板。

隔板硬度差

  • 风险:隔板硬度差,实际使用中可能遇到如下问题。

    • 隔板易变形,导致夹具无法将隔板抓起。

    • 夹具抓取隔板后,隔板易掉落。

  • 应对策略:选用材料硬度较高的隔板,或在隔板上焊接型材肋板,增加隔板强度。

    partition hardness is poor

料筐壁反光

  • 风险:料筐内壁具有反光特性,料筐壁的漆面呈现轴棒的倒影,这种料筐会造成轴棒点云噪点较多,或深度学习误识别到轴棒的倒影。

    reflective material bin wall
  • 应对策略:建议更换料筐或对料筐内部壁做处理,使其不反光。

料筐壁硬度差

  • 风险:料筐壁由铁网焊接,实际使用中遇到如下问题。

    • 长期使用后,料筐壁变形严重(内凸或外凹),给抓取带来极大困难。

    • 料筐壁上边缘点云稀疏,动态更新料筐时难以准确识别料筐实际位置。

    poor hardness of bin wall
  • 应对策略:料筐壁采用方钢或其他高强度材料,并且在后期使用过程中应不断检查维护。

料筐壁镂空

  • 风险:料筐壁网格比轴棒横截面积大,轴棒容易伸出筐外,无法抓取。

    bin sidewall mesh
  • 应对策略:选用封闭形式的料筐壁。

料筐底部光滑

  • 风险:料筐底部比较光滑平整,轴棒在料筐底部的位置容易改变。相机拍照后获取轴棒位姿后,若轴棒滚动后实际位置发生改变,将导致机器人无法正常抓取轴棒。

    bin smooth bottom
  • 应对策略:料筐底部铺设摩擦力大的垫板或仿型垫板。

料筐内薄膜遮挡轴棒

  • 风险:当料筐内壁附有薄膜时,薄膜可能会遮挡轴棒,导致轴棒无法被识别,或机器人夹取时夹具与薄膜发生碰撞,从而无法准确抓取。

    firm
  • 应对策略:去除薄膜,并更换其它包装形式或约束来料,确保料筐内的薄膜不遮挡工件。

轴棒反光且来料方向随机

  • 风险:对于有序来料且表面反光的轴棒,轴棒的轴线方向与相机的条纹方向的夹角是随机的。当轴棒的轴线方向与相机的条纹方向平行时,相机获取的点云质量最差,从而影响视觉识别的成功率和定位精度。

    shafts reflective
  • 应对策略:

    • 建议将轴棒来料姿态统一为一个朝向。

    • 采用双相机方案,两个相机相互垂直安装,视野覆盖整个料筐。

料筐形变

  • 风险:料筐变形严重将导致料筐识别困难,同时易造成轴棒抓取时发生碰撞。

    bin deformation
  • 应对策略:在技术协议中约束料筐的形变大小。

滑轨定位精度及稳定性不足

  • 风险:

    • 当相机需要安装在滑轨上时,滑轨重复定位精度较低时将造成相机外参发生变化,从而导致无法准确抓取轴棒。

    • 当相机需要安装在滑轨上时,滑轨运行不够稳定时将对相机造成一定的冲击,会造成相机内、外参发生变化,甚至出现故障,从而导致无法准确抓取轴棒。

  • 应对策略:

    • 强烈建议将相机安装在重复定位精度较高的运动机构上,且运动机构在满足节拍的情况下尽量放慢移动速度。

    • 建议固定安装两台或多台相机,用于规避上述相机运动的风险。

夹具吸附力较小

  • 风险:在使用电磁夹具吸取轴棒类工件时(不包括不锈钢等非磁性工件),由于接触面积较小,将存在吸附力减小、轴棒脱落的潜在风险。

    gripper adsorption force
  • 应对策略:将夹具导磁块设计成 V 型结构,用于扩大夹具与轴棒的接触面积,同时可提高兼容性,适用于抓取多种直径的轴棒。

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