鋼板切割下料是工程機(jī)械等領(lǐng)域的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。鋼板原料切割成許多工件后，需要抓取工件并分類碼放在托盤中，以配合下游工序。鋼板切割下料重量大、種類多、人工分揀強(qiáng)度大、上下游工序復(fù)雜，迫切需要自動(dòng)分揀。
Mecarmand三維視覺產(chǎn)品和算法已經(jīng)過(guò)多個(gè)大型工程終端的驗(yàn)證，能夠滿足工程機(jī)械的典型要求。供精準(zhǔn)高效易用的3D視覺引導(dǎo)鋼板切割下料解決方案，幫助工程機(jī)械企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化生產(chǎn)。
應(yīng)用難度
01
切割鋼板的特性
左:激光切割間隙(0.2-0.5毫米)
右圖:等離子切割間隙(1-2毫米)
鋼板切割間隙0.2-2 mm，鋼板工件輪廓特征細(xì)微。表面有深色、油漬、鐵銹，對(duì)3D相機(jī)成像的清晰度和對(duì)比度要求很高。
鋼板切割線涉及數(shù)萬(wàn)個(gè)鋼板工件，單塊鋼板上有上百個(gè)形狀各異的工件，存在大量的對(duì)稱零件和相似零件。傳統(tǒng)的示教方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)工件逐個(gè)的精確定位和抓取。
工件容易粘在廢框的渣上，工件沒有切透，邊緣翹起，影響抓取。
02
來(lái)料鋼板情況
來(lái)料鋼板
智能行車將鋼板原料運(yùn)送到分揀站，抓取過(guò)程中多次吸附工件，會(huì)造成鋼板的位置偏差。機(jī)器人無(wú)法根據(jù)排樣圖準(zhǔn)確地逐個(gè)抓取工件。
工件與廢框、工件與工件之間的間隙非常小。抓取時(shí)容易夾起廢框及周邊工件，需要合理規(guī)劃每個(gè)工件的磁吸配置。
工程機(jī)械生產(chǎn)涉及復(fù)雜的工藝流程。為了滿足后期不同工藝路線的產(chǎn)能需求，需要合理規(guī)劃編碼策略。
03
現(xiàn)場(chǎng)挑戰(zhàn)
Mecamande的典型項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)
鋼板的原材料尺寸通常為3×12 m，切割后工件分布在鋼板上，尺寸差異巨大。生產(chǎn)線上通常有機(jī)器人小零件和桁架中零件/大零件的分揀站。需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況合理規(guī)劃3D相機(jī)的選型和安裝方式。
多機(jī)器人協(xié)同工作中存在相互干擾的區(qū)域，這就要求多機(jī)器人具有協(xié)同規(guī)劃能力。
現(xiàn)場(chǎng)存在陽(yáng)光直射、強(qiáng)光照等復(fù)雜環(huán)境光干擾，光照晝夜變化大，對(duì)3D相機(jī)的抗環(huán)境光能力和環(huán)境適應(yīng)性要求很高。
解決辦法
機(jī)器人小零件、桁架中間零件/大零件分揀站
3D視覺系統(tǒng):Mech-Eye工業(yè)3D攝像機(jī)和Mech-Vision機(jī)器視覺軟件。
3D攝像機(jī)的安裝方式:通常是臂架安裝。
夾具選擇:矩陣式電動(dòng)永磁端拾器。
應(yīng)用場(chǎng)景:機(jī)器人小件分揀站、桁架中件/大件分揀站。
工作流程:
矩陣式電動(dòng)永磁取端器抓取鋼板。
MES中央控制系統(tǒng)將套料圖信息發(fā)送給卷筒紙分揀系統(tǒng)。WEB分揀系統(tǒng)分析排樣圖，將每個(gè)機(jī)器人的任務(wù)單和工件信息發(fā)送到相應(yīng)的3D視覺系統(tǒng)。
三維視覺系統(tǒng)依次讀取和分析每個(gè)工件的信息，生成工件模板。
3D視覺系統(tǒng)依次給出機(jī)器人/桁架照片點(diǎn)。機(jī)器人/桁架接收信號(hào)，并使用3D相機(jī)直接移動(dòng)到相應(yīng)的工件上方進(jìn)行拍照。3D視覺識(shí)別定位工件位置，給出抓取點(diǎn)。
機(jī)器人/桁架抓取工件，并將其放置在托盤/傳送線上。
報(bào)告放置完成信號(hào)并開始抓取下一個(gè)工件。
方案優(yōu)勢(shì)
01
精確抓取
不規(guī)則鋼板工件
點(diǎn)云圖和識(shí)別結(jié)果圖
先進(jìn)的成像算法，Mech-Eye工業(yè)3D相機(jī)可以適應(yīng)不同時(shí)間段、不同工位的光線變化。在晴天陽(yáng)光直射的條件下(30000 lx)，對(duì)于輪廓特征細(xì)微(切割間隙僅為0.2 mm)、表面情況復(fù)雜(如顏色較深、有油污、生銹、有灰塵等)的鋼板工件，可以生成高質(zhì)量的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
Mech-Eye視野開闊，安裝靈活，支持復(fù)雜多樣的安裝環(huán)境。多攝像頭協(xié)同可以處理3×12 m鋼板，實(shí)現(xiàn)超大范圍內(nèi)工件的精確識(shí)別和定位。
單個(gè)機(jī)器人/桁架裝置配備有3D攝像機(jī)，其與3D視覺系統(tǒng)配合，以高精度在視野中定位工件。輕松應(yīng)對(duì)鋼板原料進(jìn)料位置偏差。
02
適應(yīng)性強(qiáng)
智能磁吸引配置
預(yù)先分析鋼板的套料圖和工件圖，獲取套料圖上的工件尺寸、型號(hào)、數(shù)量等信息。結(jié)合鋼板工位號(hào)，分析工件位置，規(guī)劃工件分揀類型和工序號(hào)，優(yōu)化磁吸配置和堆垛策略。
先進(jìn)的點(diǎn)云處理技術(shù)(姿態(tài)補(bǔ)償、點(diǎn)云融合、3D精確匹配、姿態(tài)調(diào)整等。)+深度學(xué)習(xí)邊緣檢測(cè)，高精度識(shí)別切割間隙，增強(qiáng)工件輪廓特征。現(xiàn)場(chǎng)支撐上萬(wàn)個(gè)不同形狀和姿態(tài)的工件，輕松應(yīng)對(duì)工件的位移和變形。
調(diào)整TCP中心與工件重心重合，避免抓取時(shí)帶起廢框及周圍工件，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)吸附。
03
高效分類
智能編碼策略，最大限度地利用托盤空間
智能規(guī)劃編碼策略，優(yōu)先抓取工藝相同、數(shù)量較多的工件。不同的機(jī)器人根據(jù)不同的流程和型號(hào)，抓取的順序是錯(cuò)誤的。提高托盤全速，最大化利用托盤空間，減輕物料緩存壓力。
多機(jī)器人協(xié)同規(guī)劃可以同時(shí)抓取多個(gè)鋼板工件，快速完成復(fù)雜的分揀任務(wù)。
高性能、高集成度的軟硬件，無(wú)縫集成打磨、噴碼、調(diào)平、打碼等流程，助力工程機(jī)械企業(yè)高效生產(chǎn)。
應(yīng)用示例
三維視覺引導(dǎo)的鋼板切割下料|某大型工程機(jī)械廠
項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)圖
3D攝像機(jī)的選擇和安裝:機(jī)械眼LSR L，臂架安裝。
相機(jī)拍攝距離:1500毫米
項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì):
能穩(wěn)定識(shí)別激光切割后僅0.2 mm的切割間隙。
多攝像頭配合可以處理3×12 m長(zhǎng)的鋼板。
智能編碼策略規(guī)劃，可根據(jù)下游工藝要求對(duì)切割零件進(jìn)行分類編碼。
項(xiàng)目結(jié)果:
效率滿足客戶140張/天的鋼板分揀需求，產(chǎn)能提升近3倍。
實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、柔性化生產(chǎn)。
除了鋼板切割下料，Mecarmand AI+3D視覺還廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、折彎、坡口、組裝焊接等工藝環(huán)節(jié)，已有500+工程機(jī)械落地項(xiàng)目。Mecarmand深耕AI+3D視覺，能夠以強(qiáng)大的產(chǎn)品和完善的交付售后服務(wù)，幫助集成商快速落地工程機(jī)械相關(guān)項(xiàng)目。