西克中國(guó)的目標(biāo)：成為柔性自動(dòng)化的參與者，而機(jī)器人是柔性自動(dòng)化的一部分。

一、機(jī)器人柔性自動(dòng)化

柔性自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)稱柔性制造技術(shù)，它以工藝設(shè)計(jì)為先導(dǎo)，以數(shù)控技術(shù)為核心，是自動(dòng)化地完成企業(yè)多品種、多批量的加工、制造、裝配、檢測(cè)等過程的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、控制、信息、監(jiān)測(cè)、生產(chǎn)系統(tǒng)仿真、質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理等技術(shù)。

● 那什么是基于機(jī)器人的柔性自動(dòng)化呢？ 

簡(jiǎn)單來說，就是機(jī)器人單元的建立以便在生產(chǎn)過程中能比較容易地根據(jù)需求作出改變。

● 柔性自動(dòng)化有以下要求：

√ 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

√ 易于配置

√ 可能適應(yīng)于有差異的產(chǎn)品

√ 可靠

● 對(duì)于終端用戶來說，柔性自動(dòng)化能夠：

√ 降低操作成本

√ 降低投資成本

√ 改善工作環(huán)境

● 機(jī)器人柔性自動(dòng)化的基本原理： 

二、兩種基于機(jī)器人的零部件抓取的解決方案：

PLB視覺系統(tǒng)：

PLB主要用于箱體中零部件的定位，它包含一個(gè)用于獲取高質(zhì)量圖像數(shù)據(jù)的3D相機(jī)，和用于3D圖形匹配的零部件CAD文件，以及用于機(jī)器人集成的工具。它的作用就是使機(jī)器人拾取箱體中的物體。

上圖所示為箱體內(nèi)零部件拾取系統(tǒng)的組成部分。其中PLB系統(tǒng)包含了3D視覺系統(tǒng)，用于獲取箱體部分的3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及相應(yīng)的軟件。其功能主要包含：讀取抓具和零部件的3D CAD文件模型數(shù)據(jù)，做相應(yīng)的碰撞，重疊計(jì)算處理；與機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的通訊；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置；基于3D點(diǎn)云數(shù)據(jù)選擇拾取的零部件，并向機(jī)器人控制器輸出對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)。

下圖為PLB視覺傳感器的掃描范圍示意圖：

其中3D相機(jī)為 ScaningRuler ，它發(fā)出一條紅色的激光線，能測(cè)量物體的輪廓，由于內(nèi)部有一個(gè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，能夠帶動(dòng)激光線旋轉(zhuǎn)一定的角度，如下圖所示，因此，3D相機(jī)固定安裝，通過內(nèi)部裝置的旋轉(zhuǎn)，能夠測(cè)量到相機(jī)下方的3D場(chǎng)景。

◆ 離物體上表面最小距離（stand off）：1000 mm

◆ 最大距離：2000 mm

◆ 最大高度范圍(height range)：1000 mm

   ● (height range + stand - off = max distance)

◆ 視野范圍 Volume Of View- VOV (LxWxH)：

   ● 800x1200x1000mm (stand -off為1 m)

   ● 1000x1200x750 mm ( stand-off為1.25m)

◆ 掃描速度：

   ● 3 秒/圖片,  即掃描整個(gè)3D場(chǎng)景需要3s

◆ 分辨率

   ● 1-4 mm, 與到相機(jī)的距離相關(guān)

   ● 1 mm (x,y,z) @ 到相機(jī)距離為1m

   ● 4 mm (x,y,z) @到相機(jī)距離為2m

◆ 精度

   ● 對(duì)應(yīng)于上面的分辨率

三、PLR視覺系統(tǒng)

PLR是一個(gè)獨(dú)立的視覺系統(tǒng)，它包含了相應(yīng)的軟件和工具，能夠在卸載過程中（de-racking）對(duì)零部件特定的部位進(jìn)行定位，以便機(jī)器人對(duì)部件進(jìn)行抓取。

它是基于2D視覺+3D視覺原理來進(jìn)行定位，2D視覺是對(duì)特定部位進(jìn)行圖像匹配，3D視覺是它能夠發(fā)出十字形的激光線，用于計(jì)算該部件的傾斜角度。

下圖為PLR視覺系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖：

◆ 模式匹配(2D) 和激光三角測(cè)量原理 (3D)能夠計(jì)算出部件的位置信息(X, Y, Z, Rx, Ry, Rz)

◆ 工作距離：365 mm

◆ 視野大?。?25x170 mm

◆ 定位精度：

   ● +/- 0,5mm (X,Y,Z)

   ● +/- 0,1º (Rx, Ry, Rz)

◆ 定位時(shí)間：< 500 ms

下圖是PLR系統(tǒng)的基本構(gòu)成示意圖：

首先通過PLR設(shè)備對(duì)部件的特定區(qū)域進(jìn)行學(xué)習(xí)。在定位過程中，基于特征部位的縮放大小，X,Y,Z偏移量進(jìn)行初步定位。如果精度不在范圍內(nèi)，需要機(jī)器人調(diào)整相機(jī)的姿態(tài)和位置，對(duì)相機(jī)重新對(duì)齊，直到滿足在一定的精度范圍內(nèi)。

PLR和PLB視覺系統(tǒng)結(jié)合機(jī)器人在汽車行業(yè)，機(jī)械制造與零部件供應(yīng)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。上述技術(shù)的深度應(yīng)用將會(huì)為機(jī)器人應(yīng)用注入新興力量，并隨之帶來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。西克中國(guó)可依托該市場(chǎng)環(huán)境及自身產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)此技術(shù)應(yīng)用的推廣，從而取得與客戶的共贏。