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来高科技三维视觉引导技术新突破-行业首例半闭环视觉引导

2022-03-17 13:52 作者:来高3D  | 我要投稿

视觉引导技术

随着自动化领域发展,视觉引导技术的应用越来越广泛,视觉引导技术主要包含二维视觉引导和三维视觉引导,三维视觉引导又分为线激光3D相机和结构光3D相机。

线激光3D相机是利用激光线作为光源进行三维数据采集,线激光的特点是不要求被测物体静止,3D相机需要与被测物体产生相对位置变化关系,单次采集的范围是一条线,但是采集精度和最终定位精度较低,因为这个过程会因为相机或物体移动不规律等问题引入误差。

结构光3D相机:采集时要求被测物体处于静止状态,单次采集的范围是一个矩形面,单次采集的范围大、采集精度高。在采集过程中3D相机与被测物体都处于静止状态,只要完成编码光栅的条纹投射即可完成整个面的范围采集,常见的结构光3D相机单次采集时间在1-3s左右 。

来高科技3D智能相机-三维视觉定位引导系统

3D智能相机T1Q-Pro的单次采集时间可以达到0.1s,相比于传统的结构光3D相机,在工作节拍上有了非常显著的提升。来高科技还在原有采集技术的基础上,做出了工作节拍的新突破,在视觉引导中不再是单纯的采用结构光采集原理,而是同时引入双目空间位置识别原理,在视觉引导工作中识别时间可以达到0.01s,其采集效率比传统的视觉方案更加适用于自动化生产线中。

来高科技三维视觉定位引导系统五大突破

  1. 精度突破:引导的对位精度在±0.02mm,可以屏蔽机器人绝对精度的影响。

  2. 节拍突破:单次识别时间可以达到0.01s。

  3. 采集范围突破:最大采集范围600*450mm,可以根据客户需求采用不同景深范围,使用专业镜头可达到超大景深。

  4. 稳定性突破:一般3D相机会进行相机内参的标定,如果使用期间相机传感器位置发生轻微变动会导致精度严重下降,甚至无法使用。来高科技3D智能相机采用了半分离式链接,解除了外力对相机硬件的干扰。

  5. 识别方式突破:针对不同需求,来高科技可提供多种引导方案:①三维识别定位②二维识别定位③三维标识物识别定位等。

来高科技三维视觉定位引导系统与传统三维视觉引导有哪些不同?

传统三维视觉引导:视觉引导行业内的产品主要采用开环引导,开环引导指的是采集好数据后通过视觉算法计算出机器人应到达位置之后,发送给机器人,引导过程就结束了。这就意味着机器人实际到达指定位置的准确度是完全不可控的,其精度将取决于机器人本身的绝对定位精度,无法满足对于高精度定位的项目需求。

来高科技三维视觉定位引导系统:来高科技采用的是半闭环引导,半闭环引导通过算法计算好机器人应达位置之后,还会获取机器人实际抵达位置的反馈,如果实际抵达位置与计算机器人应达位置有偏差,系统会增加补偿。之所以称之为半闭环,是因为在实际应用过程中,考虑到效率问题,补偿次数是有限的。最后实际到达位置是不完成反馈补偿动作的,因为最后的位置通过之前的反馈补偿已经达到很高的精度,几乎完全屏蔽掉了机器人绝对精度对定位的影响。

 半闭环控制示意图

试验件效果展示

1.试验件简介

试验件由公端和母端两部分组成,公端和母端的安装间隙在0.1mm左右

2.试验环境

六轴机械臂搭载来高科技3D智能相机T1Q-pro,将引导试验公端固定在机械臂末端,将引导试验件的母端自由放置在工作台面上。

3.实验过程及效果

A.程序运行后,将试验件母端自由放置在工作台上 

B.工控机发送识别指令,3D智能相机开始识别母端零件位置信息 

C.引导程序根据获取到的位置信息以及当前机器人的姿态,计算出机器人的应达位置

D.机器人到位后进行第二次采集及修正(修正可以多次重复进行,重复次数越多,修正的效果越好)

E.最后将试验件公端无碰撞的插入到母端中 

4.第二次试验

A.将母端在工作台面上倾斜放置

B.进行同上的操作(第一次试验)

C.机器人仍然可以将公端顺利的插入到母端当中(三维引导、判断法向)

来高科技三维视觉定位引导系统类似机器人的“眼睛”与“大脑”,可以满足客户自动化柔性生产要求,解决客户生产过程中的实际难题。三维视觉定位引导系统主要应用于打磨、喷涂、焊接、抓取和装配等应用领域。


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