3D視覺技術(shù)越來越受到人們的青睞,主要是因為隨著其處理能力的提高,處理器和存儲器的費用不斷降低,編程員可以做更多的工作,不僅是拍攝一幅圖像,還可以將其與相應(yīng)的參考模型進行對比,而早期的大部分2D視覺圖像就是建立在這一技術(shù)基礎(chǔ)之上。
機器人視覺系統(tǒng)最早應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線的成套車體生產(chǎn)機器人上。如果沒有視覺系統(tǒng),就需要采用特殊的工具在車體上加工孔徑,以便使工業(yè)機器人能夠知道車體的具體位置。然而在視覺攝像系統(tǒng)開發(fā)以后,工業(yè)機器人能夠自動地確定車體的確切位置,然后通過數(shù)學(xué)方式計算出這四個孔徑的位置。
3D視覺系統(tǒng)可以應(yīng)用于很多領(lǐng)域,其中在容器中揀取零件、機床上的工件裝卸以及包裝和焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用都取得了理想的成效。
1、應(yīng)用于容器中的零件揀取
目前,機器人視覺系統(tǒng)主要應(yīng)用于揀取容器中任意堆放的零件。而達到這一目的需要滿足三個基本要素:視覺系統(tǒng)、容器防碰撞以及防碰撞監(jiān)測系統(tǒng)。需要視覺系統(tǒng),這是毋庸置疑的事情,因為首先需要找到零件究竟在什么地方。其次,只依靠容器壁進行檢測具有一定的局限性,因為機器人的手爪還將進一步深入到容器的底部,所以零件的揀取將會越來越困難。在容器中揀取零件所使用的造型方式完全能夠理解零件的揀取工具、傳感器和機械手臂本身的局限性。在這樣的工作條件下,一旦當(dāng)零件的位置被確定以后,機器人就開始進行自動運算,確定其是否真的能夠從容器中揀取這一零件。第三個要素就是防碰撞檢測。最終,機械手必然會觸及到容器壁,因此它需要區(qū)分究竟是屬于軟接觸還是硬接觸,如果是硬接觸可能會損壞機器人系統(tǒng)。
2、應(yīng)用于機床上的工件裝卸
在許多應(yīng)用領(lǐng)域中,揀取零件以后,是直接將其安裝到機床上進行加工。而大部分情況下,該機床的夾具系統(tǒng)是不允許機器人的零件安裝位置出現(xiàn)任何差錯。”因此,零件的精確就位對零件的夾緊系統(tǒng)來說是非常關(guān)鍵的。機器人能夠確定圖像拍攝的位置,然后識別物體所處位置,最終對該物體的大小、類型和質(zhì)量作出相應(yīng)的判斷。如果沒有上述這些功能,那么機床將可能發(fā)生損失慘重的故障。因此,采用視覺技術(shù)有利于零件的正確定位。
3、應(yīng)用于包裝領(lǐng)域
視覺技術(shù)對包裝應(yīng)用領(lǐng)域也是十分關(guān)鍵的。例如食品往往需要通過輸送機或滑塊裝置輸送到食品揀取區(qū)域,因此不存在重復(fù)定位的問題。但事實上,由于食品處在不同的位上,需要有一個重新調(diào)整方向和揀取的過程,然后將其放入到包裝箱中。而視覺系統(tǒng)能夠幫助機器人找到相應(yīng)的食品,并根據(jù)要求完成包裝任務(wù)。
4、應(yīng)用于焊接領(lǐng)域
在進行焊接的時候,機器人可以利用視覺系統(tǒng),以適應(yīng)兩個焊接元件之間的微妙變化。即使在點焊應(yīng)用領(lǐng)域,也可利用視覺技術(shù)校正誤差。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,具有類似于人類視力的機器人系統(tǒng)不再是科幻小說中的夢想。今后,3D視覺系統(tǒng)將成為機器人系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)附加設(shè)備,攜手機器人共同打造夢幻般視覺。