3D視覺(jué)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用-SICK IVC-3D

機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)生至今已有30余年歷史，隨著電子科技與芯片技術(shù)、圖像處理和人工智能等技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器視覺(jué)以其非接觸、處理時(shí)間快、精度高、安全高效、節(jié)省人力成本等特點(diǎn)，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品越來(lái)越豐富，產(chǎn)品功能越來(lái)越強(qiáng)大，也為越來(lái)越多用戶所接受。

除了成品檢測(cè)外，機(jī)器視覺(jué)在產(chǎn)品質(zhì)量管控以及自動(dòng)化生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，建立起越來(lái)越多成功的應(yīng)用。在食品飲料安全生產(chǎn)中，機(jī)器視覺(jué)用來(lái)記錄生產(chǎn)過(guò)程的序列號(hào)缺損程度、外觀完好性等信息，幫助我們建立起可以追溯的質(zhì)量管理體系；在醫(yī)藥的生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器視覺(jué)用來(lái)檢查泡罩中藥片的完整性和完好性，也同時(shí)被應(yīng)用在需要對(duì)藥劑的液位高度進(jìn)行管控的環(huán)節(jié)；在物流分揀系統(tǒng)中，機(jī)器視覺(jué)能夠輕松的識(shí)別出外包裝的是否存在缺陷，對(duì)標(biāo)簽的位置和輪廓進(jìn)行識(shí)別以幫助區(qū)分不同類型的物品等等。

機(jī)器視覺(jué)在自動(dòng)化生產(chǎn)和質(zhì)量監(jiān)控的過(guò)程中，把人從高度重復(fù)性的工作中解脫出來(lái)，快速可靠的執(zhí)行檢查與監(jiān)控的任務(wù)，提升產(chǎn)品合格率，正逐步替代一些傳統(tǒng)的檢測(cè)方式，為廣大用戶提供新的解決方式而被受關(guān)注。

SICK公司3D視覺(jué)

德國(guó)SICK公司誕生于上個(gè)世紀(jì)40年代，一直致力于推動(dòng)自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展，熟知工業(yè)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)，積累了大量、寶貴的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，于2005年正式推出了世界第一套3D智能相機(jī)。一款特別適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)器視覺(jué)新產(chǎn)品-IVC-3D智能相機(jī)。IVC-3D結(jié)構(gòu)緊湊，集激光光源、相機(jī)、圖像處理、和以太網(wǎng)、RS485/ I/O輸出等于一體，能滿足在產(chǎn)品有高低抖動(dòng)、旋轉(zhuǎn)的情況下實(shí)時(shí)的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位、檢查，專用于檢查和測(cè)量物體的三維尺寸。利用IVC Studio軟件平臺(tái)，IVC-3D智能相機(jī)可以輕松解決測(cè)量高度、體積和剖面線等3D應(yīng)用。為生產(chǎn)線提供了一種全新的、可靠的工業(yè)視覺(jué)解決方案。

視覺(jué)技術(shù)從原理上可劃分為2D和3D兩種，目前在國(guó)內(nèi)2D技術(shù)應(yīng)用較為普通，尤其在華東、華南、京津等工廠自動(dòng)化程度相對(duì)較高的地區(qū)。相對(duì)而言，3D視覺(jué)的起步、應(yīng)用發(fā)展相對(duì)緩慢。值得慶幸的是，來(lái)自德國(guó)SICK公司的3D視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的首次成功應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)應(yīng)用介紹

當(dāng)前國(guó)內(nèi)汽車廠發(fā)動(dòng)機(jī)裝配、生產(chǎn)線上，缸蓋的上料主要依賴人工上料，采用3D視覺(jué)定位、機(jī)器人抓取缸蓋實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料的方式，越來(lái)越受到生產(chǎn)廠家的青睞。采用3D視覺(jué)定位系統(tǒng)較于人工上料方式的主要優(yōu)勢(shì)有：

* 生產(chǎn)線自動(dòng)化程度高、提高了生產(chǎn)效率；

* 安全可靠，有效避免人工傷害；

* 減少生產(chǎn)成本。

SICK IVC-3D 200相機(jī)安裝在機(jī)械手上，機(jī)器人移動(dòng)相機(jī)掃描生成圖像?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用照片如下圖示：
相機(jī)工作流程簡(jiǎn)介：

整體掃描：機(jī)械手抓取單件缸蓋前先進(jìn)行整體掃描（掃描范圍覆蓋4*2共8個(gè)缸蓋），相機(jī)完成掃描獲取圖像后計(jì)算處理，將8個(gè)缸蓋的位置坐標(biāo)（粗定位）信息通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)送給機(jī)器人。

單件掃描：機(jī)器人收到每個(gè)缸蓋的坐標(biāo)數(shù)據(jù)后，在設(shè)定好的控制程序下移動(dòng)相機(jī)到指定位置進(jìn)行單件產(chǎn)品的掃描（下圖中紅色框表示相機(jī)掃描覆蓋區(qū)域），相機(jī)將計(jì)算出的缸蓋3維位置坐標(biāo)（X、Y、Z軸坐標(biāo)及缸蓋分別與坐標(biāo)系X、Y、Z軸的夾角α、β、γ）發(fā)送給機(jī)器人，機(jī)器人再根據(jù)該坐標(biāo)數(shù)據(jù)調(diào)整機(jī)械手的抓取姿態(tài)位置，準(zhǔn)確把缸蓋抓取并送到生產(chǎn)線上。