适用于自动机器进料的箱盒取物
为拾取与放置机器人提供可靠物体检测功能
高效的生产有赖于自动化机器进料。箱盒取物,即机器人从装载机上拣选随机放置的零件。这是实现上述目标的关键技术。通过由3D相机和智能软件组成的视觉方案,机器人能够可靠地检测、定位和拾取零件、工件和散装物料,从而缩短生产周期,提高生产率。
3D CADMatch模块:安全抓取物件,实时确保无碰撞
在拾取零件时,最难应付的障碍包括零件种类繁多、在容器中的排列密集杂乱,以及光线条件昏暗。各种零件经常重叠在一起,可能还存在颜色较暗、相互缠绕、而且反光性强的问题,使得机器人难以区分和识别拾取点。
智能3D CADMatch模块可根据相机图像和存储的相应零件CAD数据进行精确检测和拾取点计算。无论零件的位置或方向如何,该软件都能在较短的循环时间内,可靠地检测出装有单品种零件的载荷装置中相互重叠和旋转对称的零件。

零件的定位和优先次序
待拾取零件的CAD模型在经过训练后将存储在3D CADMatch模块中。3D CADMatch将此CAD模型与3D相机生成的容器内容物的3D点云进行比较,以便软件识别点云中的各个零件,即使零件存在重叠或部分被遮挡也可以胜任。该软件可根据X、Y和Z坐标计算出每个零件的准确位置以及在空间中的方位,以便成功制定拾取规划。该软件会优先选择最易拾取、未被遮挡的零件。
确定拾取点,以实现灵活的箱盒取物
3D CADMatch模块会根据确定的位置为机器人计算最佳拾取点(每个零件有一个或多个拾取点)。它综合运用来自CAD模型的合适拾取位置信息,以及已存储的夹具模型(即双指夹具或吸盘夹具)。该软件会考虑拾取的稳定性以及机械臂和夹具的可触达性等因素。另一个考量因素是确保夹具不出现碰撞,这得益于可选配的碰撞检查模块,它可根据实际配置进行与载荷装置或其他几何形状(例如点云)的碰撞检查。
只需在CAD模板中定义一次拾取点,并可在Web界面中进行检查,必要时还可进行调整。在操作过程中,CADMatch会自动将计算出的拾取位置提供给机器人系统,最终为每个零件列出优先的拾取点列表。
精确规划机器人轨道,以避免碰撞
可选配的碰撞检测可确保已定义的夹具在接近拾取点时不会与容器或周围区域发生碰撞,以便减少停机时间和避免损坏系统。软件会以合适的坐标格式提供无碰撞的拾取姿势。实际的路径规划和运动指令的生成由机器人系统或更高级别的控制器完成。

以直观的参数设置代替编程
通过基于Web的用户界面,用户通常按以下顺序设置软件参数:
选择组件的CAD模板并检查已存储的拾取点
配置载荷装置和工作区(感兴趣区域)
可选择激活碰撞检查和选择夹具模型
定义夹具类型(双指夹具或吸盘夹具)
在实际操作中,每次拾取过程后通常都会生成新的图像。即使在零件滑落的情况下,更新后的点云也可使机器人继续可靠地工作。
将CAD模型参数化后,为其他零件设置新的拾取任务更简单便捷。
3D CADMatch:集箱盒取物所有功能于一体的软件
高精度:即使零件形状复杂且互相紧靠,依然可以高精度地拾取这些杂乱无章的零件。
提高生产效率:实时可靠地计算拾取点可优化生产周期时间,减少废品和返工。它会考虑首选的拾取方向和不同的夹具类型。
即插即用功能:借助基于浏览器的Web界面,用户可以直观地对Basler Stereo双目立体相机上的软件进行参数化设置和激活,无需具备深厚的专业知识。支持交互式设置和调整拾取点,可大大加快调试速度。
易于集成:3D CADMatch模块属于模块化pylon软件的一部分,可无缝集成到现有的机器人应用中。
交付标准包含两个CAD模型作为模板。我们可另行提供更多的个性化建模服务。
3D箱盒取物机器人系统的组件
除了3D CADMatch模块外,Basler Stereo visard或Stereo ace 3D双目立体相机相机和匹配组件共同构成了视觉系统的技术基础。该系列相机可确保对所记录场景进行精确的深度检测。

可实现快速生产周期时间的完整视觉方案
兼容的硬件组件可以快速配置,并作为完整系统集成到箱盒取物应用中:
Stereo visard双目立体相机安装在机械臂上(在臂),或者将Stereo ace相机静态安装在载荷装置上方(离臂)。预装的板载固件支持即插即用调试。
3D相机Cube是一种边缘计算机,可提供3D CADMatch所需的计算能力。它是使用3D CADMatch的必备设备,可同时处理多达四台Stereo双目立体相机,具体以实际版本型号为准。
可选配的Randomdot投射器能在光滑表面上投射点状图案,以助获得额外的深度信息。如果Stereo ace的集成图案投射器不够满足需求,或者在没有投射器的情况下使用Stereo visard双目立体相机时,Randomdot投射器就能发挥效用。
光源:额外的光线可以最大限度地减少反光,突出深邃的轮廓。为此,我们提供了一系列丰富的光源选择。

轻松集成到机器人应用中
将相机系统集成到机器人控制器中必不可少,这也是提升机器人应用效率和可靠性的关键因素。
凭借以太网接口,Basler Stereo双目立体相机可确保数据传输快速稳定,并可轻松集成到现有系统中。
适用于各种机器人品牌的软件界面,例如:ABB、FANUC、Franka Robotics和Fruitcore Robotics。我们提供KUKA、Techman Robot、Universal Robots和Yaskawa Motoman Robotics软件界面,以便控制相机。
集成特殊抓取系统,例如软件界面中也包含LARD真空夹持器等。
Basler Stereo双目立体相机:精度与质量的结合
Basler Stereo双目立体相机具备高成像质量、低噪声和高色彩保真度的特性,为CADMatch提供了一个合适的技术基础,即使在要求严格的场景中也能评估精细的细节和边缘。

Stereo visard双目立体相机
在臂安装:安装在机械臂上
不带投射器但可对深度图像进行机载处理的相机
较低分辨率(例如120万像素)
基线距离较小,因此测量范围或最小距离较小
例如最高可在0.2米的距离实现0.04毫米的精度或深度分辨率。
适用于箱盒取物的板载模块可便于集成
结论:如果工作范围较短(例如1米)且相机安装在机器人上,则该相机尤为适用。

Stereo ace
离臂/静态:相机安装在载荷装置上方
内置图案投射器的主动式Stereo双目立体相机
更高分辨率(例如500万像素)
基线距离更大,因此测量范围或最小距离也更大
例如最高可在5米的距离实现1.8毫米的精度或深度分辨率。
结论:如果零件与芯片之间有足够的距离(例如在大中型容器中),并且需要高分辨率区分零件,那么适合使用Stereo ace。机器人仍在执行当前任务时就能提前确定好下一个拾取点。
我们的视觉方案由3D相机和智能软件组成,可精确识别物体并实时计算安全的拾取点。即使在高度复杂的条件下,依然确保箱盒取物可靠,并缩短周期时间,最大限度地提高系统可用性。

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这一视觉方案能如何让您的箱盒取物应用受益?
可靠的3D识别:即使在强反射和高复杂度的堆叠情况下,也能根据深度信息和CAD匹配,实时可靠地识别零件,降低错误率。
提高效率:通过快速数据处理实现人工工序自动化,从而提高周期率。
可扩展性:适用于各种零件形状、容器以及批量大小。
无需专业知识:无需人工智能专业知识。我们根据所提供零件CAD模型的合成数据来训练智能模型。
节省时间和成本:重复使用经过训练的CAD模型可降低开发成本。在许多应用中,它是激光三角测量或结构光等传统3D方法的经济型高效替代方法之一。
Basler机器人应用软件

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