机器视觉系统帮助机器人装配单元识别和定位可抓取的零件

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弹出式电源和数据插座还可不可不可以 适合各种类型的桌子、工作站和或多或少模块化家具。毕竟,插座的尺寸、型态、颜色和电路还可不可不可以 满足各种设计和电气要求,以便在众多的酒店、医疗保健机构、教学和办公环境中使用。有然后,插座制造商们有然后会生产几十种不同型号的插座。

为了生产类事 插座(技术上称为双联插座),制造商通常雇佣工人进行手动装配、检查、测试和包装,有然后将它们交付给家具供应商或是在客户现场做最后的安装。这可是我 Byrne Electrical Specialists公司然后 生产电气插座的最好的方式。Byrne公司的自动化工程师Dan Wierenga表示,Byrne公司然后 主要依靠两条专用的手动装配线。

他解释说:“要满足大批量的高峰生产需求,使用原本 的这两条手动装配线嘴笨 面临着严峻的挑战。”为此,Byrne公司寻求机器制造商Criterion Manufacturing Solutions的帮助,为其开发有一种自动插座生产机器。该机器包括有另一个 相同的装配单元,这有另一个 装配单元共享四根输出传送带;输出传送带将装配完成的插座输送到测试-包装单元,插座在此处接受最终的3D检查、测试和包装,准备装运。所哪些操作过程完整总要自动执行的(见图1)。在这套新系统中,操作员使用人机界面(HMI)设置当前作业编号和订单参数,如颜色、尺寸和每箱的插座数量,有然后手动将插座的前面板、背板壳以及火线、零线和接地母线条装载到机器的上料盘中。当母线条沿着传送带向下移动时,视觉引导的机器人将哪些母线条分失去。

为了完成这项任务,每个装配单元中包括有另一个 定制的三级零件分拣传送系统、有另一个 Nachi Robotic Systems公司的六轴机器人MZ07,和有另一个 Datalogic公司的四相机机器视觉系统。其中有 另一个 机器人将有然后分失去的母线条插入插座,有然后该插座通过传送带将其送至最终的包装单元;在包装单元中,使用LMI Technologies公司的Gocator 3210 3D快照式传感器对完成装配的插座做最终的检查。原本 机器人负责对装配好的插座进行包装,以便装箱出货。

Criterian Manufacturing Solutions公司与Byrne的工程师密切协作协议,并与自动化分销商Industrial Control协作协议,为这名 自动化项目中的核心机器视觉系统制定规范。

工业控制高级客户经理和制造工程师Jake Hall说:“快速地将一堆母线条从大容量存储区分拣成有序的零件序列,使得机器人还可不可不可以轻松地拾取哪些零件,并由自动化设备进行装配,这还可不可不可以 一套具备快速和强大目标识别能力的动态视觉系统。”

每个零件分拣传送带系统完整总要有另一个 专用的相机,当母线条通过传送带上具有背光照明的区域时,相机分类整理母线条的图像,背光照明用于突出每个零件的轮廓;有然后系统识别零件,并将坐标发送给拾取机器人。原本 机器人负责装配插座,在插座移动到包装单元然后 ,第5个相机对插座成像,用于插座的装配验证和检查工作。

“亲戚让.我 挑选与Industrial Controls协作协议协议,是有然后亲戚让.我 在机器视觉领域有着宽裕的经验,”Wierenga说道,“亲戚让.我 为哪些系统提供了几滴 的支持、建议和培训工作。”

级联式传送带

多年前,插座零件完整总要针对手工制造而设计的。“当时,亲戚让.我 还从来没想过使用机器人装配哪些零件。”Wierenga介绍说,“有然后,现在为了实现机器人自动化装配,还可不可不可以 优化零件以及零件之间的接口。”

每个插座有5个零件:塑料前面板、塑料背板壳,以及用于接地、零线和火线的铜母线条。四根母线条都具有独特的设计,有然后它们要连接在一块儿。

“亲戚让.我 有9种不同的淬硬层 、25种不同的颜色、15种不同的电路和几十种不同的母线条设计,哪些偏离 都还可不可不可以组合出几百种不同的插座类型。”Wierenga说,“使用相同的自动化系统对越来越几滴 的、不类事 型的零件进行分拣和装配,的确是一项相当具有挑战性的工作。”

为了处理这名 问题报告 ,基于QC Conveyors公司的级联式传送带,亲戚让.我 开发出了有一种多级分拣和分离系统。第一级传送带的行进传输下行速率 最慢,它负责从有另一个 升降料斗中取出随机塞进去的或多或少母线条,并将哪些母线条输送到位置较低、但行进传输下行速率 更快的第二级传送带上。

将母线条从顶部行进缓慢的第一级传送带输送到行进传输下行速率 更快的第二级传送带,目的是将哪些混杂在一块儿的母线条分离。这名 步,为接下来机器人在越来越干扰或与符近或多或少零件缠绕的情况下,拾取每个零件创造了条件。

母线条在四根10英寸宽的半透明带上,沿着第二级传送带行进。在第二级传送带的末端,一台Datalogic E151 3000万像素的单色GigE相机,安塞进去传送带上方4.5英尺的地方,用于连续分类整理沿着传送带行进的零件的图像。图像数据通过GigE Vision电缆传输到Datalogic MX-3000-E控制器。

“有然后铜母线是金属材质,型态不规则,它们会反射工厂符近的环境光。”Wierenga说道。有然后这名 反射光会使图像的形成、处理和分析变得复杂化,有然后Criterian Manufacturing公司将定制的红光LED背光灯(尺寸约10×14英寸)集成到了这有另一个 分拣传送带中。LED灯安塞进去传送带下方,产生背光照明效果。

从母线条下方向相机投射均匀的照明光,背光照明都还可不可不可以突出零件的轮廓,忽略皮下组织细节,并将母线条反射的影响降至最低,明亮的背景光能在零件边缘产生强对比度(见图2)。Wierenga表示,相机光学系统上的机器遮光和红外滤光片,还还可不可不可以将环境光的反射降到最低,而环境光会原因图像中不你还可不可不可以的反射。

图2:机器视觉系统在正确的方向上识别可拾取的母线条,并清除其符近的零件,

向机器人发送坐标,以便机器人都还可不可不可以连续地将零件送入装配单元。

可拾取的零件

根据Hall的说法,为了识别和定位机器人可拾取的零件,开发人员配置了Datalogic IMPACT软件,该软件运行在控制器上,其使用Blob和零件匹配工具分析分类整理到的图像。哪些工具使系统都还可不可不可以快速识别适合拾取的母线条。适合拾取的零件还可不可不可以 具有正确的尺寸、型态和方向,有然后零件符近5mm的范围内越来越任何或多或少东西。

有然后经过传送带背光照明区的母线条方向错误或缠绕在一块儿,它们将继续传送到传送带末端,并落在第三级传送带上,这名 传送带是朝相反的方向行进的。第三级传送带将母线条重新送回升降上料斗,升降上料斗重新将哪些母线条送到顶部的第一级传送带上,进行持续循环的分离、拾取和装配过程。

当视觉系统识别出有另一个 可拾取的零件时,系统会向PLC发出信号停止传送带,一块儿获取零件的图像,验证它是不是 为正确的零件,计算其位置和方向,并将坐标发送给机器人进行拾取。机器人从传送带上拾取零件,并将其放置在有另一个 备料槽中的有另一个 (见图3)。一块儿,机器人也要顾及另外有另一个 相同的零件分拣传送带系统,它们以相同的最好的方式运行,每个系统提供不类事 型的母线条。前有另一个 相机与负责有另一个 母线条分拣传送带的机器人一块儿工作;第5个相机与第5个机器人一块儿工作,负责插座的装配。

图3:母线条拾取机器人与视觉系统一块儿工作,从三条集成背光照明的分拣传送带上,

为每个插座拾取所需的母线条。

在现在开使装配插座然后 ,第5个相机首先拍摄空装配槽的图像。视觉系统分析此图像,以确保该装配槽中越来越任何异物。一旦检查完装配槽内的异物情况并确认清除后,装配机器人从漏斗中拾取有另一个 面板,并将其放置在装配槽中。装配槽将面板固定在固定的位置,为装配做准备。接下来,机器人从备料槽中拾取为宜的母线条,并将其塞进去到面板中。

一块儿,母线条拾取机器人与视觉系统协同工作,从零件分拣传送带上为每个插座拾取所需的母线条,为装配机器人重新填充备料槽。当有另一个 母线条放置好后,装配机器人从原本 上料斗中取出插座的背板壳,并将其放置在前面板上。

最后,第5个相机拍摄插座的图像,视觉系统对该图像进行分析,以确保插座的背板壳装配到位,并与前面板完整接合。有然后前后有另一个 壳体之间越来越装配好,则将它们从装配槽中清除,有然后现在开使装配原本 插座,系统暂且停下来。有然后前后有另一个 壳体装配合格,机器人将该插座从装配槽中取出,并将其塞进去原本 传送带上送至包装单元。

混合类型处理

这有另一个 相同的装配单元,每个单元还可不可不可以装配不同的插座,从而实现混合类型处理的能力,其中偏离 类型的插座都封塞进去不同的包装盒中,准备装运。连接到有另一个 装配单元的传送带,将所有完成装配的插座输送给IAI America公司的有另一个 三轴机械抓手。

机械抓手抓取每个装配好的插座,并将其转移到有另一个 伺服驱动的步进梁机构中,该机构在插座包装前,为其标记装配、测试和检查等信息。首先,伺服驱动的压力有然后对每个插座进行挤压,将插座的前后外壳压在一块儿。然后 ,Gocator3210在插座的前后侧进行3D轮廓扫描,以测量边缘到边缘的零件尺寸和淬硬层 。扫描还检查Swedge淬硬层 、验证电路类型,并检查凸台和键控是不是 正确。

接下来还可不可不可以 测量插座的插入力和保持力,以及连续性验证,以确保电路的正确性。有然后,在有另一个 高压绝缘站对火线、零线、地线进行UL规定的测试。最后,在原本 6轴Nachi机器人将插座塞进去盒子然后 ,为插座贴上标签,标签上中有 电路类型、零件类型和UL标识符等信息。

Wierenga表示,对于不同的订单尺寸,有有一种不同的盒子类型。单独的工作站将盒子折叠起来,以接收来自每个装配单元的插座,原本 零件就能按零件号进行包装了。当箱子装满时,指示灯会通知操作员箱子已装好,还可不可不可以准备出货。