工业机器人是如何识别物体进行抓取任务的呢?从机器视觉的角度,由简入繁从相机标定,平面物体检测、有纹理物体、无纹理物体、深度学习、与任务/运动规划结合等6个方面深度解析文章的标题。首先,我们要了解,机器人领域的视觉(Machine Vision)跟计算机领域(Computer Vision)的视觉有一些不同:机器视觉的目的是给机器人提供操作物体的信息。所以,机器视觉的研究大概有这几块:1. 物体识别(Object Recognition):在图像中检测到物体类型等,这跟 CV 的研究有很大一部分交叉;定制六自由度机器人2. 位姿估计(Pose Estimation):计算出物体在摄像机坐标系下的位置和姿态,对于机器人而言,需要抓取东西,不仅要知道这是什么,也需要知道它具体在哪里;3. 相机标定(Camera Calibration):六自由度机器人厂因为上面做的只是计算了物体在相机坐标系下的坐标,我们还需要确定相机跟机器人的相对位置和姿态,这样才可以将物体位姿转换到机器人位姿当然,我这里主要是在物体抓取领域的机器视觉;SLAM 等其他领域的就先不讲了。由于视觉是机器人感知的一块很重要内容,所以研究也非常多了,我就我了解的一些,按照由简入繁的顺序介绍吧:
随着自动化技术的不断进步,价格和可访问性使越来越多的公司将机器人应用于其生产,可以理解,这种变化会给感到自己的工作可能被带走的工人带来恐惧;实际上,机器人正在使这些工人摆脱繁琐,乏味,有时甚至是危险的工作,同时使他们前进到更好的机会。定制六自由度机器人机器人使工人远离伤害的好的例子之一是机器人焊接。重复的手工焊接对人体极为危险。金属和涂料产生的危险烟雾可能导致严重的疾病。有些产品含有铅或石棉;有些产品含有铅或石棉。暴露会导致肺气肿,肺癌甚至肾衰竭。除烟雾外,手工焊接还会产生大量噪音和强烈的热量。嘈杂的环境会导致听力损失和焊工压力;而热量可能会导致灼伤或热量消耗。焊枪发出的紫外线会引起紫外线性角膜炎,也称为“焊缝”。六自由度机器人厂机器人焊接单元具有多项安全功能,以确保工人受到保护。安全栅栏,联锁门开关和光幕使焊接机器人在操作中时,避免人员进入该区域。当工人正在装载零件时,附在定位器上的金属隔板使它们免受电弧眩光和焊枪火花的影响。在具有机器人焊接的设施中,仍需要工人操作,监视和检查机器人及其焊缝。安全是重中之重,工业机器人行家将机器人工作单元与安全功能集成在一起是保持竞争力并在当地创造更多工作的好方法。
冲压机器人主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。定制六自由度机器人手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式,如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合运动来实现规定的动作,改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为机械手的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体,需有6个自由度。自由度是机器人设计的关键参数,六自由度机器人厂自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂,一般专用机械手有2~3个自由度。控制系统是通过对冲压机器人每个自由度的电机的控制,来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息,形成稳定的闭环控制,控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能。
1.柔性,机器人是数控立体作业机床,具有六个自由度,不仅可以实现焊枪位置的可达性,还可以实现焊枪的角度变化。虽然它的精度不能与传统的机床相比,但对于焊接生产而言,机器人的重复定位精度已完成能够胜任。从经营角度看,设备的购入与产出平衡对企业来说非常重要,加之市场的影响,产品的更新换代周期相对缩短。定制六自由度机器人如果采用焊接专机进行焊接生产,在产品换型时,焊接专机很难快速地适应产品的变化,从而阻碍了新产品的推出速度,这种延误极有可能严重影响企业的快速发展。采用机器人进行焊接生产,企业只需编制一个新程序即可实现新产品的投产,可使企业在市场上抢得先机。2.人机对话,人机对话意味着自动化程度的提高,同时也给我们带来了效率和效益。人机对话是“指令”和“传感”的交流,它的发展依赖于传感技术的发展。目前在焊接机器人工作站上,六自由度机器人厂已经有越来越多的各种传感器得到使用,比如,借助电流检出装置,可以实现焊接过程的跟踪;利用视觉传感器,可以实现焊缝位置的检测。3.在中国的应用特点,(1)我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等行业。汽车是焊接机器人的最大用户,也是最早的用户,汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接机器人的76%。在汽车行业中,点焊机器人与弧焊机器人的比例为3:2,而其他行业大都是以弧焊机器人为主。
如何选购合适的焊接机器人呢?首先要了解焊接机器人有哪些技术指标及特殊的技术指标,这是正确使用机器人的前提。产品手册也有列技术指标,但是单从手册上了解会比较表面,最好是根据实际需要理解某些特定的性能指标,才能更加深入这个行业。定制六自由度机器人焊接机器人的主要技术指标可分为两部分,机器人的一般指标和焊接机器人的特殊指标。机器人通用技术指标自由度数这是反映机器人灵活性的重要指标。六自由度机器人厂一般而言,在机器人工作空间中可以到达3个自由度,但是焊接不仅必须到达空间中的某个位置,而且还必须确保焊枪(切削工具或焊钳)的空间姿势。因此,电弧焊和切割机器人至少需要5个自由度,点焊机器人至少需要6个自由度。