3D智能傳感器在機(jī)器人中的應(yīng)用

機(jī)器人在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的應(yīng)用正以極大的步伐向前發(fā)展。已有越來越多的制造商行動(dòng)起來，讓簡單的重復(fù)性工作脫離人工，轉(zhuǎn)而使用中小型的協(xié)作式機(jī)器人，以便發(fā)揮出它們的準(zhǔn)確性和效率優(yōu)勢(shì)。

機(jī)械手的意義 雖然機(jī)器人也可以執(zhí)行精細(xì)的任務(wù)，如視覺引導(dǎo)或基于動(dòng)作的掃描，但經(jīng)驗(yàn)告訴我們，眼下大多數(shù)機(jī)器人的自動(dòng)化應(yīng)用就是機(jī)械手，即需要機(jī)器人系統(tǒng)定位工件并將其從一個(gè)單元移動(dòng)到另一個(gè)。這些工件可整齊或隨機(jī)地排列在移動(dòng)的傳送帶、疊放的料倉或托盤上。 此類系統(tǒng)通常會(huì)涉及到一個(gè)帶有真空或氣動(dòng)抓取機(jī)制的機(jī)械臂，以便機(jī)器人能夠接觸不同表面上的工件并在避免碰撞的前提下有效地將工件運(yùn)送到目標(biāo)位置。一些專業(yè)化的應(yīng)用則需要帶有“手指”的機(jī)械抓取機(jī)構(gòu)，以便能對(duì)工件進(jìn)行拾取、操作和放置。

在此應(yīng)用中，由一臺(tái)集成 Braas UR 機(jī)器人的 Gocator 2340 直線剖面測量儀引導(dǎo)機(jī)械臂每次拾取一個(gè)出現(xiàn)的工件，然后按預(yù)定的順序和位置進(jìn)行放置，即使工件的具體位置和 3D 方向每次不同，也可完成任務(wù)。

讓機(jī)器人更智能 機(jī)器人的智能程度不足以自行完成機(jī)械手應(yīng)用。這是因?yàn)樗鼈儧]有可以看的“眼睛”或可以思考的“大腦”。因此，機(jī)器人需要通過機(jī)器視覺來進(jìn)行場景可視化，需要通過信息處理來進(jìn)行控制決策，并需要執(zhí)行精密的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 為提供這些關(guān)鍵的功能，制造商可為機(jī)器人搭配使用 3D 智能傳感器，構(gòu)建完備的自動(dòng)化解決方案。

許多掃描應(yīng)用都需要對(duì)工件的 360º 外形數(shù)據(jù)，而不是僅需要捕捉工件特定特性的一個(gè)觀察點(diǎn)即可。為支持 360º，采用多傳感器環(huán)形排列是一個(gè)理想的解決方案。此時(shí)，多個(gè)傳感器排列在工件周圍，可捕捉到工件的各個(gè)角度。

采用 Gocator 剖面閉合式區(qū)域工具，帶有 360º 掃描視野的環(huán)形排列。 在工件穿過傳感器環(huán)時(shí)，數(shù)據(jù)將“縫合”到整個(gè)的 3D 模型中，實(shí)現(xiàn)精確的體積測量。蛋白質(zhì)分配是需要此類布局的一個(gè)應(yīng)用示例。

肉類蛋白質(zhì)分配 一片含蛋白質(zhì)食品（例如，肉、奶酪）穿過激光直線剖面?zhèn)鞲衅鳝h(huán)。每次掃描都用于計(jì)算橫截面積。通過將各個(gè)面積組合起來，可以得到此蛋白質(zhì)片的體積測量值。如要切割成具有特定目標(biāo)重量的小片，您所需做的只是將體積數(shù)據(jù)乘以蛋白質(zhì)的平均密度，然后將切割機(jī)設(shè)置為在達(dá)到閾值重量值時(shí)激活即可。 圖 2 掃描一片蛋白質(zhì)食品，確定總體積并傳遞經(jīng)優(yōu)化的下游切割決策。

按一套公共坐標(biāo)系對(duì)齊 為支持多傳感器環(huán)形排列，整個(gè)體系中的所有傳感器都必須首先按一套公共坐標(biāo)系對(duì)齊，以便確定相對(duì)的位置。為此通常會(huì)在掃描平面中引入一個(gè)已知的形狀（例如四邊形）。每個(gè)傳感器會(huì)“看”到多邊形的一個(gè)頂點(diǎn)。然后智能傳感器便可計(jì)算每個(gè)傳感器的位置，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到公共坐標(biāo)系中。傳感器生成的每個(gè) 3D 點(diǎn)都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行此轉(zhuǎn)換。

使用四邊形進(jìn)行傳感器對(duì)齊，四個(gè)傳感器分別對(duì)應(yīng)各頂點(diǎn)。 傳感器提供的經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)組成一個(gè) 3D 點(diǎn)云。此點(diǎn)云需要進(jìn)行處理，并計(jì)算出諸如橫截面積等的值?？赏ㄟ^編程來累加面積，并觸發(fā)下游的控制決策，以便在達(dá)到目標(biāo)重量時(shí)激活切割裝置。

Gocator 固件 5.0 環(huán)形排列將在我們即將公開發(fā)布的 Gocator 固件 5.0 中全面支持，其中包括對(duì)齊和橫截面積測定，從而打造一個(gè)可開箱即用的智能分配傳感器！