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01/17
2022
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大恒图像 | 3D物体扫描定位
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2022-01-17 16:24:26来源: 中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司

制造业是我国国民经济的命脉,2015年我国出台了《中国制造2025》制造强国战略,旨在实现:“中国制造”向“中国创造”、“中国精造”、中国智造”转变,“中国速度”向“中国质量”转变,“制造大国”向“制造强国”转变,彻底摆脱“中国制造(Made in China)”的单一化标签。

大型工件进行机加工时,为了提升生产效率,一些工厂考虑使用机器代替传统人工进行工件的上下料。面对无定位散装大型工件上下料的挑战,大恒图像推出了自动化上下料方案,采用机械手代替人手进行抓取,采用3D视觉进行物料的空间定位,并将定位信息传输给机械手,引导上下料动作。采用3D物体扫描定位技术,助力行业设备升级,提高生产线工艺水平,提升产品的质量,解决人工工作时间长、劳动强度大、工作环境恶劣等问题,助力中国制造快速发展。

 

方案难点

大小不一、形状不规则的油泵铸件,铸件尺寸不小于150mm×150mm×150mm。

被测实物图

难点:

1)  静止拍摄,不使用相对运动的方式;

2)  在室内对工件进行扫描;

3)  定位精度,没有具体的视觉重构精度要求,但有整体的定位精度要求,考虑客户采用的ABB机器人,该精度受重构误差、手眼标定误差、机械臂传递误差等综合影响,所以视觉重构精度要求在1mm以内。


参数要求:

参数项

参数值

     工作范围     

     1200 mm ~ 1600 mm     

工作视野

800 mm × 600 mm

重构速度

≤ 10 s

定位精度

1 mm


方案概述

硬件部分采用大恒图像代理的德国Automation Technology(简称AT)公司推出的分体式智能高速三维测量相机,配合Computar镜头和Coherent激光器,使用高精度电机,电机携带激光器旋转的方式,利用激光三角测量技术获取被测物的3D轮廓,实现对扫描空间内的物体进行静止扫描。软件选用德国MVTec Software公司开发的软件产品HALCON配合C++编程语言,HALCON是一套完善的标准机器视觉算法包,拥有应用广泛的机器视觉集成开发环境,采用成熟的视觉处理算子,可以快速、稳定的开发视觉项目算法;C++编程语言使用范围广,开发交互界面,便于客户使用。

方案示意图


方案优势

1)标定算法

使用该标定算法下的3D标定方式,如同2D标定,只需要将HALCON标定板多次摆放于标定空间内的不同位置,且摆放角度任意。标定位置只需要将扫描空间充满即可,系统便可以自行完成标定,获得标定数据。

标定效果图

2)重构算法

优势:针对标定算法开发的重构算法,可以直接使系统输出高度以及3D点云数据。


成果展示

视觉系统的封装:左端为扫描激光器,右端为AT相机。

视觉系统封装

现场拍摄图

  

物体效果图


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