In-Sight視覺系統(tǒng)：實現(xiàn)汽車蓄電池型號區(qū)分和定位的高效敏捷抓取

上海大眾汽車有限公司(以下簡稱上海大眾)是一家中德合資企業(yè)，作為國內(nèi)規(guī)模最大的現(xiàn)代化轎車生產(chǎn)基地之一，上海大眾目前已經(jīng)形成了以上海安亭為總部，輻射南京、儀征、烏魯木齊、寧波的五大生產(chǎn)基地。此外，湖南(長沙)項目也正在建設(shè)中。

基于大眾、斯柯達兩大汽車品牌，公司目前擁有Polo、Touran途安、Lavida、Tiguan途觀、Santana桑塔納、Passat帕薩特和Fabia晶銳、Rapid、Yeti野帝、Octavia明銳、Superb速派等系列產(chǎn)品，覆蓋A0級、A級、B級、SUV、MPV等不同細分市場。

上海大眾南京分公司是上海大眾汽車的主要生產(chǎn)基地之一，工廠全面采用上海大眾先進成熟的工藝技術(shù)，以及生產(chǎn)制造、質(zhì)量控制等管理體系。沖壓車間采用先進的全自動化沖壓生產(chǎn)線，沖壓20線使用了一模雙件(含內(nèi)外覆蓋件)、一模四件的設(shè)計理念，極大地提高了生產(chǎn)效率。車身車間采用了先進的激光焊接技術(shù)、高度自動化的機器人焊接等技術(shù)?？傃b車間采用了先進的模塊化生產(chǎn)方式以及先進的整車檢測系統(tǒng)，確保了轎車制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

在總裝車間，過去汽車蓄電池的裝配都是通過人工搬運的方式來進行，不但效率低下，而且嚴重影響生產(chǎn)節(jié)拍，甚至?xí)霈F(xiàn)員工不小心砸傷自己的情況。因此，必須采用先進的視覺技術(shù)來改進汽車蓄電池的作業(yè)方式。

應(yīng)用視覺系統(tǒng)對汽車蓄電池型號區(qū)分和定位的作業(yè)流程是：1)蓄電池分布在托盤上，呈5層排列，叉車工需要通過叉車把蓄電池從貨車中取出放到指定位置，機器人通過視覺定位每個托盤上的蓄電池，進行定位抓取，然后把不同型號的蓄電池放入到不同的滑道中，以自動區(qū)分型號，為下一步生產(chǎn)做準備;2)視覺系統(tǒng)根據(jù)到位的產(chǎn)品，首先通過每個蓄電池上的標識卡片來讀取蓄電池型號，來區(qū)分產(chǎn)品型號，然后讀取區(qū)域內(nèi)的二維碼，其次是定位蓄電池的坐標和角度，并把這些數(shù)據(jù)發(fā)送給機器人。

但是，在汽車蓄電池型號區(qū)分和定位中，應(yīng)用視覺系統(tǒng)存在諸多問題：1)產(chǎn)品的表面反光問題，蓄電池表面的標識卡片是人工貼上去的，所以反光區(qū)域不確定;2)叉車工在放置托盤的時候，位置不確定問題;3)最后一層的蓄電池顏色和托盤底部的顏色很接近。

這時，一家本土工業(yè)機器人廠商ESTUN公司向上海大眾南京分公司，就汽車蓄電池的機器人項目推薦了康耐視公司的In-Sight視覺系統(tǒng)。

在測試中，當(dāng)一批蓄電池從貨車上卸下來之后，工人使用叉車把碼垛在托盤上的蓄電池放到指定的位置，機器人帶動視覺系統(tǒng)到初始位置，機器人給出觸發(fā)信號，In-Sight 1402視覺系統(tǒng)來找到每個蓄電池的位置。

而要實現(xiàn)機器人的自動抓取，就必須每次把產(chǎn)品的準確位置發(fā)給機器人，使機器人調(diào)整到準確位置實現(xiàn)自動抓取堆垛。In-Sight產(chǎn)品的PatMax功能很好的解決了這個問題。只要檢測的產(chǎn)品在其視野范圍內(nèi)就可以實現(xiàn)準確定位。

康耐視的PatMax圖案匹配技術(shù)經(jīng)過編程，可識別托盤中的每個蓄電池，并使用定位器工具來精確確定蓄電池中心的位置。通過檢查蓄電池中心的特征以確定中心旋轉(zhuǎn)的角度，字符讀取工具可有效的讀取蓄電池上的字符。然后，系統(tǒng)將此信息傳給機器人的控制器。機器人旋轉(zhuǎn)其腕部使其與蓄電池轉(zhuǎn)動的角度保持一致，接著機器人引導(dǎo)抓手對準蓄電池邊界，只需1秒即可把蓄電池穩(wěn)定抓起。

In-Sight視覺系統(tǒng)在現(xiàn)場應(yīng)用中的表現(xiàn)給上海大眾的技術(shù)人員帶來了全新的感覺，“我們在汽車蓄電池定位上使用了In-Sight 1402視覺系統(tǒng)之后，均出色的完成了定位抓取工作，”他們說道，“令人感到震驚和放心的是——我們甚至在白天和晚上的情況下只做簡單的遮擋，視覺系統(tǒng)都可以穩(wěn)定的實現(xiàn)定位抓取工作。”

上海大眾的技術(shù)人員進一步指出，“In-Sight視覺系統(tǒng)先進的幾何圖案匹配技術(shù)給了我們很大驚喜，無論元件對比度變化、照明變化、圖像焦距變化、外觀質(zhì)量下降、多個元件還是部分隱藏的元件讀取問題，In-Sight視覺系統(tǒng)均能靈活處理。”

“PatMax技術(shù)把產(chǎn)品的橫坐標、縱坐標及角度偏移量發(fā)給機器人，就好像為機器人提供了一雙眼睛，讓機器人能夠高效準確的抓取產(chǎn)品，”康耐視的技術(shù)工程師表示，“PatMax的自動定位功能是其他視覺產(chǎn)品所不具有的。”

另外，In-Sight視覺系統(tǒng)所含有的標準通信協(xié)議模塊，能夠很輕松的與市場上任何一家機器人廠商(包括國產(chǎn)機器人)進行快速的通信工作。對于自動化行業(yè)中所支持的TCP/IP協(xié)議、串口、現(xiàn)場總線、標準以太網(wǎng)/IP協(xié)議等，In-Sight視覺系統(tǒng)都能輕松應(yīng)對。同時康耐視還提供驅(qū)動器的模板和腳本文件等輔助功能，可以快速建立通信通道。

In-Sight視覺系統(tǒng)還可使用讀碼器所提供的電子數(shù)據(jù)表(EDS)文件，通過以太網(wǎng)/IP標準輕松連接到機器人和其他常見的工廠自動化設(shè)備。第一步是將EDS文件下載到機器人編程軟件中。EDS文件是簡單的文本文件，由網(wǎng)絡(luò)配置工具使用，以幫助識別產(chǎn)品，并在網(wǎng)絡(luò)上對它們進行調(diào)試。然后，EDS文件會給讀碼器分配一個標簽，其包含讀碼器的唯一名稱和IP地址。最后一步是定義輸入和輸出節(jié)點。然后，工程師就可以在熟悉的機器人軟件環(huán)境中編寫應(yīng)用，并定義相關(guān)的邏輯。

“采用了In-Sight視覺系統(tǒng)配合機器人工作后，其效果大大超過了我們的想象，不但操作簡單，而且穩(wěn)定性極高。”上海大眾的技術(shù)人員指出，“同時其軟件通信接口可以很方便的與機器人通信接口對接，整個調(diào)試過程非常順利。”

現(xiàn)在，利用機器視覺來引導(dǎo)機器人實現(xiàn)定位抓取的自動化應(yīng)用，不但將上海大眾的工人們從困難和危險性較大的工作中解脫出來，同時也大大提高了工作效率。“機器人加視覺的應(yīng)用，解放了人力，”上海大眾的技術(shù)人員最后強調(diào)，“我們公司會一如既往的堅持自動化水平的改善，已達到整個生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的改造。”

圖片：

產(chǎn)品來料時的情況

機器人和視覺工作的狀態(tài)

程序調(diào)試顯示圖片