基于高精度三維機(jī)器視覺(jué)的汽車(chē)曲軸無(wú)序抓取系統(tǒng)應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2023-06-21 14:42:27     作者：顯揚(yáng)科技

Part.1 行業(yè)背景
 

汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)零部件自動(dòng)化生產(chǎn)提出了更高要求。隨著汽車(chē)銷(xiāo)量的水漲船高,，傳統(tǒng)的手工生產(chǎn)模式已經(jīng)難以滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的需求,，自動(dòng)化生產(chǎn)是必然趨勢(shì)。
 

曲軸是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵組件之一,，生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜,，自動(dòng)化生成相對(duì)較低,。曲軸起到將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的作用，通常是由高強(qiáng)度合金鋼制成,，以承受高壓和高溫環(huán)境下的工作條件,，其生產(chǎn)涉及鍛造、機(jī)加工,、拋光等多道生產(chǎn)工序,，并且曲軸還需要考慮諸如強(qiáng)度、剛度,、重量,、平衡性和摩擦損失等因素，傳統(tǒng)的人工生產(chǎn)方式,，效率低下,，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和項(xiàng)目復(fù)制,。
 

曲軸的制造過(guò)程需要高精度的機(jī)械加工和熱處理,，傳統(tǒng)的曲軸上下料對(duì)人工依賴(lài)度高，工作強(qiáng)度大,、重復(fù)率高,、效率低。采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)搭配機(jī)械臂,、夾爪,，代替人工上料工作，可以快速,、準(zhǔn)確識(shí)別無(wú)序來(lái)料的狀況并實(shí)施抓取和上料,，為企業(yè)提供更高效、更安全的解決方案,。
 

Part.2 行業(yè)痛點(diǎn)

1.人工操作生產(chǎn)效率低,，無(wú)法滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)需求：
 

傳統(tǒng)的汽車(chē)曲軸無(wú)序抓取上料主要依靠人工和簡(jiǎn)單的輔助機(jī)器設(shè)備配合進(jìn)行，但曲軸重量較大,，運(yùn)送困難,，并且構(gòu)造繁瑣，部分區(qū)域有一定的反光容易導(dǎo)致檢驗(yàn)報(bào)告層疊的問(wèn)題,，使得傳統(tǒng)的人工模式難以適應(yīng)當(dāng)今汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的高產(chǎn)能需求,，成為生產(chǎn)瓶頸之一；
 

2.現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣,，充滿(mǎn)噪音,、粉塵污染等不利條件，對(duì)操作人員的身體健康會(huì)造成嚴(yán)重影響；
 

3.抓取難度大,，質(zhì)量與安全難以保證：
 

曲軸幾何形狀復(fù)雜,，且往往處于無(wú)規(guī)則擺放狀態(tài)，人工難以輕松抓取,，容易導(dǎo)致產(chǎn)品損壞,，影響產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)安全；
 

4.自動(dòng)化程度低,，智能化水平優(yōu)先：
 

目前,，雖然生產(chǎn)自動(dòng)化已是時(shí)代發(fā)展的必然，但目前曲軸的抓取裝配環(huán)節(jié)機(jī)械化程度還較低,，智能化設(shè)備與系統(tǒng)在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用較少,，存在較大的智能產(chǎn)業(yè)提升空間。

Part.3 解決方案
 

為解決傳統(tǒng)曲軸抓取系統(tǒng)的痛點(diǎn),，該項(xiàng)目選用顯揚(yáng)科技HY-M5三維視覺(jué)系統(tǒng),，通過(guò)算法引導(dǎo)機(jī)器人抓取曲軸并根據(jù)三維特征定點(diǎn)放置，引導(dǎo)機(jī)器人快速精準(zhǔn)抓取,，方案穩(wěn)定高效,，在復(fù)雜工況下也能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作。
 

1.采用三維機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)曲軸的精確識(shí)別與定位,。通過(guò)三維視覺(jué)傳感器對(duì)無(wú)序擺放的曲軸進(jìn)行掃描,，獲取其三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并分析曲軸的幾何形狀,、空間方位,、姿態(tài)特征，實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確定位,；
 

2.基于曲軸定位結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)抓取路徑規(guī)劃,。系統(tǒng)根據(jù)三維視覺(jué)定位結(jié)果，結(jié)合機(jī)械臂參數(shù),，動(dòng)態(tài)生成最佳抓取路徑,，引導(dǎo)機(jī)械臂穩(wěn)定抓取曲軸；
 

3.系統(tǒng)支持暗色與反光物體檢測(cè),，有效解決曲軸反光問(wèn)題,。并且HY-M5掃描速度為10-300Hz，測(cè)量精度精確至±0.01mm,，視野范圍達(dá)到529x362-1164x979mm²,，大景深，可以從多個(gè)角度和方向進(jìn)行曲軸抓??；
 

4.模塊化設(shè)計(jì)，具有一定通用性,。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),，視覺(jué)設(shè)備、智能算法,、路徑規(guī)劃與機(jī)械臂控制相對(duì)獨(dú)立,，便于二次開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用，可以適用于更多應(yīng)用場(chǎng)景,、更多工況與產(chǎn)品,。
 

Part.4 方案優(yōu)勢(shì)
 

1.高精度：HY-M5三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)提供高精度的曲軸測(cè)量數(shù)據(jù)，確保曲軸的準(zhǔn)確性和一致性,，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),；
 

2.抗干擾性強(qiáng)：HY-M5三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以解決當(dāng)太陽(yáng)光、燈光等因素造成工件反光的影響,；
 

3.提高生產(chǎn)效率：HY-M5三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以輕松應(yīng)對(duì)不同品規(guī),、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的曲軸工件，通過(guò)非接觸式測(cè)量,，有效減少潛在的損壞和污染,，大大提高生產(chǎn)效率；
 

4.保障操作人員安全性：HY-M5三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)可以防止曲軸碰撞,、夾拿掉件等問(wèn)題,，大大提高工作的安全系數(shù)。
 

顯揚(yáng)科技由香港中文大學(xué)博士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建,，主要研究并產(chǎn)業(yè)化高速高清三維機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng),，以及智能工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)。其研發(fā)的三維機(jī)器視覺(jué)設(shè)備精度能達(dá)亞微米級(jí),，三維數(shù)據(jù)采集幀率高達(dá)310幀,，此外還具有高精度、大景深,、高穩(wěn)定性的優(yōu)勢(shì),，可實(shí)現(xiàn)高效率機(jī)器人引導(dǎo)，以及工業(yè)檢測(cè)與測(cè)量,。顯揚(yáng)科技的產(chǎn)品主要應(yīng)用在對(duì)采集速度要求較高的快速工業(yè)產(chǎn)線(xiàn),、物流樞紐以及對(duì)測(cè)量精度要求高的精密制造、軍工航天,、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等,。