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从多个箱子中挑选:每个箱子配备专用扫描仪的
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2024-10-15 14:16:05来源: 中国机器视觉网

机器人从箱子中拾取零件是一种非常常见且相当简单的应用:您需要一台 3D 扫描仪来扫描容器的内容。根据 3D 数据,箱子拾取软件决定下一步要拾取哪个零件,将信息发送给机器人,然后机器人导航到该零件并拾取它。

当你需要从两个箱子中挑选零件时,这个任务变得更加复杂。此时,你有三个选择:

1) 您可以使用一台扫描仪扫描两个箱子:在这种情况下,扫描仪需要连接到位于箱子上方的移动线性单元,以便扫描仪可以从一个箱子移动到另一个箱子。当机器人从一个箱子中拾取物品时,扫描仪会移动到另一个箱子并进行扫描。另一种方法是使用固定在箱子上方的更大的扫描仪。但是,您需要计算大量的阴影、由于扫描量较大而导致的较低分辨率以及由平面图可能性定义的限制。

2) 您可以使用手眼装置将扫描仪安装到机械臂上。这样,扫描仪将随机械臂从一个箱子移动到另一个箱子。

3) 您可以为每个垃圾箱配备一个专用扫描仪。在这种情况下,每个扫描仪都位于一个单独的垃圾箱上方。

现在,抛开每个项目的独特要求和目标,我们可以同意每个客户都希望实现最高水平的整体效率。

其他需要考虑的重要因素当然包括投资和维护成本、集成和安装的简易性、生产连续性、扫描精度以及投资回报率 (ROI)。

那么,当从多个箱子中挑选时,上面列出的三种设置中哪一种是最好的?虽然每种设置都具有许多独特的优势,但第三种选择(每个箱子配备一个专用扫描仪)具有许多优势,超过了其他两种选择。我们现在要看看它们,所以让我们继续阅读。

每个垃圾箱配备专用扫描仪的优势,每个箱子一个扫描仪与一个线性单元

线性单元绝对是从两个箱子中拾取零件的理想解决方案——连接到移动线性执行器的扫描仪扫描一个箱子,机器人接收数据,在拾取零件的同时,扫描仪沿线性轴移动到另一个箱子扫描其内容。这样,机器人无需停下来从第二个容器中获取 3D 数据,从而节省了大量时间。

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使用在线性单元上移动的扫描仪从两个箱子中拾取铸造制动盘。然而,每个垃圾箱配备专用的扫描仪更加高效、更便宜、更容易安装,并且在投资回报率方面也更有利。

生产连续性

每个料箱配备专用扫描仪,确保连续运行,这无疑是每个制造商的梦想。如果一个料箱单元因错误而停止工作,则无需中断操作,因为生产线不依赖于单个硬件。使用专用的视觉系统从多个箱子中进行拾取。这提高了整体设备效率,即与操作的全部潜力相比,真正高效的整体制造时间。

成本

两个料箱只使用一个扫描仪还有其他缺点——线性单元比两个扫描仪更昂贵,并且需要更高的投资成本。这些包括线性单元电机、电缆、外部控制、PLC 输入的费用,以及通常不包含在单价中的其他集成成本。当然,组件越多,发生故障的风险和相关的维护成本就越高。

安装

线性装置的集成和安装更加困难,需要坚固的结构来确保高扫描精度,这也会导致更高的成本。对于线性装置安装在垃圾箱上方较高位置(比如说 4 米)的应用尤其如此。这样的设置需要真正坚固的结构。

线性单元的另一个缺点是,只有当料箱排成一线时,它们才能发挥作用。当它们垂直放置或相互成一定角度放置时,该设置不起作用。

校准和扫描参数

如果您有两个扫描仪,每个扫描仪专用于一个箱子,则可以为每个扫描仪设置唯一的扫描参数。(注意:如果您使用 Bin Picking Studio 1.7.0 及后续版本,则可以为每个视觉系统定义唯一的扫描配置文件。如果您有多个使用同一扫描仪的视觉系统,则扫描配置文件的更改是即时的)。

此外,由于校准是静态的,因此校准偏差的可能性很小。与此相反,由于扫描仪定位不精确,线性单元的校准要困难得多。即使一个轴上几毫米的偏差也会导致显著的偏移。

可扩展性

配有两根独立电缆的两个扫描仪还能提供更好的可扩展性和精简、直接的操作。

现在,让我们看一下每个箱子使用专用扫描仪与从两个箱子中进行手眼拾取相比的优势。

每个箱子配备一台扫描仪,而不是手眼操作。

校准和扫描参数

如前所述,两个箱子配备两个扫描仪允许您为每个视觉系统设置不同的扫描参数。当我们将每个箱子配备一个扫描仪与手眼设置进行比较时,这也是一个很大的优势。如果您有两个箱子和一个连接到机械臂的扫描仪,则需要为每个箱子设置不同的扫描参数。(注意:如果您拥有 Bin Picking Studio 1.7.0 及更高版本,则此论点不适用)。

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利用手眼协调能力从两个箱子中取物。

每种设置也需要不同的校准方法。手眼法使用特殊的标记图案,而专用扫描仪的校准则需要校准球。

周期

两种方法的另一个不同点是循环时间。如果每个箱子都有专用的扫描仪,机器人就不需要停下来,这样你就可以实现最佳的循环时间,而循环时间只受机器人速度的限制。如果采用手眼方法,这个过程需要更长的时间——首先,机器人停下来进行扫描采集(除非你使用MotionCam-3D进行运动扫描,这大大减少了机器人需要保持静止的时间),然后扫描仪进行扫描,然后处理数据并将其发送给机器人,只有这样,机器人才能拾取选定的部件。

因此,如果您想实现快速循环时间,每个货箱配备专用扫描仪将带来巨大优势。相比之下,对于挑选速度和循环时间不太重要的应用,手眼法是一个不错的选择。

扫描区域和碰撞区

如果每个料箱使用专用扫描仪,则可以覆盖非常大的扫描区域。此外,扫描仪位于碰撞区之外,这最大限度地降低了硬件损坏的风险。

相比之下,手眼方法无法覆盖如此大的扫描区域。由于扫描仪随机械臂移动,因此扫描距离受到机器人在有限空间和循环时间内的定位限制。

手眼协调的另一个缺点是,安装在机械臂上的扫描仪限制了机器人的机动性,还带来了额外的碰撞区,因此碰撞风险更高。如果扫描仪电缆意外挡住了机器人的路,或者机器人程序员错误地编程了机器人的轨迹,就可能发生这种情况。尽管如此,使用安装在机械臂上的小型扫描仪 对于扫描大型物体上的小细节可能非常有效。

最后,您可以自行选择为您的料箱拾取应用选择哪种设置。无论您选择哪种替代方案,最重要的是要彻底考虑您的项目要求,并精确计算总成本以及所选解决方案可能带来的集成和维护工作量。

我们很乐意帮助您完成箱体拾取项目 - 尝试我们的机器人智能工具进行高级箱体拾取 - Bin Picking Studio 1.7.0 ,或我们的 3D 拾取解决方案,用于在无碰撞环境中极其快速地拾取定向和半定向零件 - 全新的Locator Studio 。

这两种解决方案均作为一个套件提供,其中包括定位软件和您选择的 PhoXi 3D 扫描仪。

(文章来源于Photoneo,如有侵权请联系删除)