視覺引導的機器人降低了元件生產(chǎn)成本提高了產(chǎn)品質(zhì)量

挑戰(zhàn)：執(zhí)行拾放流程，在生產(chǎn)線上同時進行原材料和成品元件的傳送和質(zhì)量控制。

解決方案：KWD將康耐視的智能3D-Locate圖像處理軟件、Kuka的現(xiàn)代機器人與W-Plan制造的精密機器相結(jié)合，部署解決方案。

優(yōu)點：相比人工控制的檢驗流程，產(chǎn)品質(zhì)量實現(xiàn)了極大的提高。質(zhì)量顯著改進，并且廢品率明顯降低，這有利于公司提高盈利水平和長期競爭力。

機器人以極快的速度和幾乎俏皮的輕松在鋼板元件之間移動，Schnellecke Group AG&Co.KG集團旗下位于德國沃爾夫斯堡的子公司——KWD Automobiltechnik GmbH公司的焊接系統(tǒng)在元件生產(chǎn)方面正在實現(xiàn)新的突破。機器人在焊接站檢查、拾取和置鋼板，然后再次拾取和放置，以進行額外的測試。W-Plan制造的精密機器結(jié)合康耐視3D圖像處理軟件與Kuka的現(xiàn)代機器人，解決了KWD的這項應(yīng)用。W-Plan制造的精密機器結(jié)合康耐視3D圖像處理軟件與Kuka的現(xiàn)代機器人，解決了KWD的這項應(yīng)用。這個視覺引導的拾放流程在生產(chǎn)線上同時執(zhí)行原材料和成品元件的傳送和質(zhì)量控制。康耐視現(xiàn)已證明是其理想的合作伙伴，因為其3D-Locate軟件在行業(yè)內(nèi)具有無與倫比的卓越性。該3D視覺系統(tǒng)可靠并且可重復地確定元件位置，然后檢測供應(yīng)架的側(cè)板可能存在的瑕疵，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到機器人控制器。

機器人控制器利用元件的位置信息，根據(jù)元件的方向?qū)崟r調(diào)整夾持器的移動。其結(jié)果是，相比使用人工進行元件檢驗和定位，產(chǎn)品質(zhì)量獲得了較大提高?，F(xiàn)在，機器操作員的工作量主要集中在系統(tǒng)的平穩(wěn)控制之上，而不是元件的正確加載和卸載。

精確同步

3D-Locate軟件在汽車行業(yè)的應(yīng)用一直非常成功，因為其以分步驟方式處理棘手的3D問題，以確?？蛻糇プ∶恳粋€成功的機會。在KWD，汽車側(cè)板的整個生產(chǎn)和質(zhì)量管理流程均處于3D視覺系統(tǒng)的密切監(jiān)控之下。根據(jù)作業(yè)工序的不同要求，采用單個或立體式相機記錄相關(guān)的圖像區(qū)域?？的鸵?D-Locate軟件實時提供3D位置數(shù)據(jù)。智能視覺系統(tǒng)使用來自康耐視全面的視覺工具庫的PatMax?幾何圖案匹配工具和不同的2D工具。3D-Locate軟件解決3D校準的所有三個方面。其直接支持內(nèi)部校準，可估計相機傳感器和鏡頭的參數(shù)。另外，其還可處理外部校準，這指的是校準相機的位置，無論其安裝在機器人末端效應(yīng)器上，還是固定在機器人單元的某個位置。最后，其還支持手眼校準，這指的是用戶如何將視覺結(jié)果轉(zhuǎn)換成機器人移動坐標系統(tǒng)。

在第一道作業(yè)工序中，一個機器人將其自身與夾持器和組件庫前面的集成視覺系統(tǒng)定位，而在組件庫中，小型元件在傳送架上以水平方式排列。其測量元件的位置，并在正確的位置抓取各個元件。夾緊動作是分兩個步驟完成的。首先，其通過真空抽吸元件，然后，栓銷傳遞到適當位置并固定鋼板。同時，第二個機器人將其自身與傳送架前面的雙面夾持系統(tǒng)和集成3D視覺技術(shù)系統(tǒng)定位，以便其定位放置在垂直傳送架上的大型元件。

第二個機器人檢查傳送鎖定組件及測量元件的位置并在正確的位置拾取元件。隨后，兩個機器人移動到裝載站—一個轉(zhuǎn)盤，并按照邏輯順序?qū)⒃胖玫秸_的位置。

全面的可追溯性和質(zhì)量驗證

在點焊機器人完成焊接流程后，第一和第二個機器人將執(zhí)行光學點焊檢驗。檢驗內(nèi)容包括點焊的數(shù)量和位置精度。3D視覺系統(tǒng)將檢查焊接是否放置在預定義區(qū)域。該系統(tǒng)將基于焊接控制參數(shù)檢查焊接點的根部是否正確。測試所獲得的數(shù)據(jù)將存檔，圖像將分配到相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。通過這種方式，KWD Automobiltechnik公司實現(xiàn)了全面的可追溯性和可靠記錄的質(zhì)量驗證。

要檢測元件位置，3D視覺系統(tǒng)須將自身與金屬薄板的突出結(jié)構(gòu)進行定位

在最后的作業(yè)工序中，第二個機器人移走成品焊接組件，并將其放置在成品元件傳送架上。如果堆放在傳送架上的成品元件達到了所需數(shù)量，信號將發(fā)送到傳送物流部，其將收集已堆滿的傳送架，并提供新的空傳送架。

全面的檢驗和滿意度

除了產(chǎn)品控制，新系統(tǒng)還將通過康耐視3D-Locate提供的一項重要服務(wù)就是系統(tǒng)預定義區(qū)域的檢查。除了產(chǎn)品本身，3D視覺系統(tǒng)還將檢驗一些發(fā)起站和終點位置，如焊接站的張緊桿。另外，其還將檢驗集裝箱的傳送爪，以確認它們是打開還是關(guān)閉的。即使在滿載情況下，該系統(tǒng)仍可實現(xiàn)顯著的效率提高。

在3D視覺系統(tǒng)的實施過程中，所面臨的最大挑戰(zhàn)之一是光源。側(cè)板的各個組件在傳送架上并沒有確定的位置，它們在某些區(qū)域可能扭曲或傾斜。這就導致汽車金屬薄板裸金屬出現(xiàn)不斷變化的反射行為。解決方案是建造帶白色內(nèi)墻的圍護結(jié)構(gòu)，白光通過該結(jié)構(gòu)均勻地分散在金屬元件上，且實現(xiàn)最大可能的入射角。

經(jīng)過9個月的開發(fā)和調(diào)試階段后，這家新工廠正在三班制的基礎(chǔ)上全速運行。然而，KWD Automobiltechnik已經(jīng)在考慮采取進一步的措施。在未來的系統(tǒng)中，3D視覺系統(tǒng)將促進發(fā)起站數(shù)量的顯著減少。這將提高成本效益，并最大限度地減少潛在的誤差來源。