发那科机器人培训“开眼”：视觉系统让FANUC机器人更高效-FANUC/FANUC robot

关键词：视觉，机器人视觉，机器视觉，智能视觉，三维视觉

随着科学技术的发展，具有人类视觉的机器人系统已不再是科幻小说中的梦想。未来，三维视觉系统将成为机器人系统的标准附加设备，与机器人共同创造梦幻般的视觉效果。

“借助当今的处理器，我们实际上可以实时查看多幅图像和分析物体的几何结构，”密歇根州罗切斯特山FANUC Robotics的智能机器人和视觉系统经理Edward Roney解释说，FANUC公司开发了套名为irvision的工业集成3D视觉系统，已应用于所有FANUC r-30ia机器人系统。

整个过程由主机器人的CpU单元执行，因此没有通信延迟，也没有额外的硬件。

如图1所示，FANUC m-710ic/50机器人使用irvision 3DL视觉系统从带有脚轮的汽车上取下零件，并将其运送到检验站检查错误，然后将其放在传送台上。

爱荷华州埃里森自动化技术公司是一家全套机器人系统供应商和技术咨询公司。据其总裁约翰·伯格先生介绍，随着生产fanuc机器人指令大全需求的不断提高、生产技术的不断发展和机器人成本的不断增长，三维视觉系统将在未来几年成为机器人系统的标准附加设备。

约翰伯格先生说：“生产技术发展很快，但价格也在上涨。客户对视觉系统的易用性和灵活性有更高的要求，“伯格先生认为，FANUC机器人和3D视觉系统是成熟的应用，在物流、焊接工艺、机床零件装卸工艺等一系列活动中都有合作。这项技术将有助于提高工作效率，降低劳动力成本，提高产品质量。”采用新技术、安装新设备的目的之是为了长远降低生产成本。”

那么，发那科机器人培训3D视觉技术为何越来越流行呢 因为随着其处理能力的提高，处理器和内存的成本不断降低，程序员可以做更多的工作，不仅可以拍摄图像，还可以将其与相应的参考模型进行比较，而早期的2D视觉图像大多都是基于此技术。

视觉系统的发展

机器人视觉系统长期应用于汽车生产线的整车生产机器人。如果没有视觉系统，需要用专用工具对车身上的孔进行加工，这样机器人就可以知道车身的具体位置。然而，随着视觉摄像系统的发展，并不需要如此昂贵的处理工具。机器人能自动确定车身的准确位置，然后用数学方法计算出四个孔的位置。

如图2所示，12个总成的零件放在小车上，每个总成的正确零件放在每个槽中。Fanuc m-16ib机器人采用irvision 3DL视觉系统使汽车正确就位。

FANUC的Roney先生进一步解释说：“从一开始，我们就意识到使用视觉系统是降低工具成本的好方法。”。加工工具非常昂贵，而且是固定的。如果制造商需要在明年更换型号，则必须更新所有工具。”据罗尼先生说，采用视觉技术后，汽车制造商每年可以在模具和夹具制造方面节省数百万美元。

视觉系统的工作原理

视觉系统利用计算机技术对图像进行识别，然后通过训练，fanuc机器人指令大全教机器人识别事物，找到自己需要的东西。图像是基于大量的像素数据，序列中的每个像素都有一个灰度级，然后通过运算技术对数据进行分析。

机器人可以判断图像的拍摄位置，从而识别物体的位置，进而判断其相应的大小、形状和质量；或者根据图像和算法改变程序。例如，不同尺寸的零件可以采用不同的路径，零件a会落在零件B应该落下的地方。

“具有视觉系统的机器人终将能够在任何方向操纵任何类型的零件，”密歇根州兰辛发那科机器人培训的aptura机器视觉公司总裁David dechow解释说，通过使用附加的摄像系统或远程摄像机，该方法能快速获得物体的图像，并能确定物体与机器人的相对位置。Ind状态韦恩堡guide工程公司的控制工程师Jeremy pennington说：“然后，FANUC机器人就可以利用这些位置数据来确定物体的位置，而且无论物体移动到哪里都可以实现。”

三维视觉系统的应用

三维视觉系统可以应用于很多领域，其中在集装箱拣选零件、机床工件装卸、包装焊接等领域的应用取得了理想的效果。

图3显示FANUC LR mate 200ic机器人正在拾取堆放在任何位置的计算机芯片，然后将其卸到适当的位置。

1应用于容器的零件拾取

到目前为止，机器人主要是用来捡起随机堆放在集装箱里的零件。为了实现这一目标，我们需要满足三个基本要素：视觉系统、集装箱防撞系统和防撞监控系统。对视觉系统的需求是毋庸置疑的，因为首先你需要找出零件的位置。但是，仅仅依靠容器壁进行检测有一定的局限性，因为机器人的爪子会进一步深入容器底部，所以零件的拾取会越来越困难。在容器中拾取零件所采用的建模方法可以充分理解拾取工具、传感器和机械手的局限性。在这种工作条件下，一旦确定了零件的位置，机器人就会开始自动操作，以确定是否能够从容器中取出零件。第三个要素是防碰撞检测。后，机械手不可避免地会碰到容器壁，因此需要区分是软接触还是硬接触。如果是硬接触，可能会损坏机器人系统。

FANUC的Roney先生说：“我们已经在使用机器人拾取容器中的结构和任意部件方面取得了巨大的成功。”所谓结构拾取部件是指容器中的每个部件都面朝上，而随机拾取部件是指部件随机堆放在容器中。罗尼认为，后半部分拣选方法更具挑战性，但有了以上三个要素（视觉系统、集装箱防撞和防撞检测系统），一切皆有可能。

2适用于机床上工件的装卸

埃里森科技公司的伯格先生说：“在许多应用中，挑选零件后，它们直接安装在机床上进行加工。在大多数情况下，机器的夹具系统不允许在机器人部件的安装位置出现任何错误。”因此，零件的定位对于零件的夹紧系统是非常重要的。

机器人能够确定图像的位置，从而识别出物体的位置，进而对物体的大小、类型和质量做出相应的判断。

如图4所示，FANUC LR mate 200ic机器人系统正在从智能零件输送机上分拣和拾取各种尺寸和形状的螺栓。

如果这些功能不可用，机床可能遭受重大损失。因此，利用视觉技术有利于零件的正确定位。

3用于包装领域

视觉技术对于包装应用也是非常关键的。例如，食品往往需要通过输送机或滑块装置输送到食品采摘区，因此不存在重复定位的问题。但事实上，由于食品处于不同的位置，需要进行重新定位和挑选的过程，然后放入包装盒。视觉系统可以帮助机器人找到相应的食物，并按照要求完成包装任务。

4用于焊接领域

焊接时，机器人可以利用视觉系统来适应两个焊接元件之间的细微变化。即使在点焊应用领域，也可以采用可视化技术来校正误差。

系统在实践中的应用

埃里森发那科机器人培训科技自动化公司已安装了一个具有三维视觉技术的机器人系统，用于加工钣金。板材从带材上切下，然后落入桶中，然后运送到配备有机器人的车间。采用焊接工艺，在钢板上焊接一层硬质材料，使用寿命长。

如图5所示：FANUC r-2000ia机器人系统正在从传送带上进行金属零件的视觉选择。

“焊接过程会污染夹具，”伯格先生解释道。如果卡箍接触到新零件，零件将受到污染。”在使用视觉技术之前，我们必须用手动的方式进行必要的调整。现在，可以验证每个零件上的每个位置。”这项技术允许机器人通过3D摄像系统显示整个零件的状况它允许机器人在没有人工干预的情况下操作。”

在采用视觉技术之前的10年里，该公司有四个FANUC机器人系统，至少有一个fanuc机器人指令大全机器人-人系统经常需要手动调整。现在，公司只需要三个机器人系统就可以完成同样的工作量，几乎不需要人工干预。

三维视觉系统的未来

随着生产成本的进一步降低和功能更强大的系统的采用，未来的机器人三维视觉系统会怎么样

FANUC的罗尼先生回答说：“有可能进入一个更有趣的所谓视觉伺服系统。到目前为止，我们考虑的视觉系统是只通过某一点及时找到物体。”然而，零件往往处于运动状态，此时，采用单点时间快速相机可能效果不佳；而采用视觉伺服系统可以不断获取物体的各种位置信息。这个系统允许机器人在任何时候引导并知道物体的位置。

“该系统迟早会在装配线上使用，装配总是悬挂在运行的传动链或其他物料处理设备上，”Roney先生建议，即使没有进一步的开发，很明显，这种视觉伺服系统的处理能力将继续提高，生产成本也会逐渐下降。在未来几年中，三维视觉技术可以更广泛地使用这种组合。

　　更多咨询：发那科机器人