物流行業(yè)-海康SC3050M智能相機(jī)+CNC工件上下料定位

1.行業(yè)物流行業(yè)

2.行業(yè)背景介紹

（1）行業(yè)簡介隨著中國制造2025、工業(yè)4.0等概念的提出，物流行業(yè)對自動化、智能化生產(chǎn)模式的需求日益增長。傳統(tǒng)物流企業(yè)大范圍向工業(yè)自動化、工業(yè)機(jī)器人方向升級改造，各行各業(yè)的自動化程度越來越高。很多智能工廠車間都開始用機(jī)械手、視覺、AGV小車等智能搬運(yùn)設(shè)備來提高生產(chǎn)效率，以及完成人工難以完成的工作或危險性高的工作。而AGV+機(jī)械手+視覺一體式的復(fù)合型機(jī)器人前景廣闊，可用于物料、3C電子、醫(yī)療、日化品、機(jī)加工等傳統(tǒng)制造業(yè)的零部件組裝，加工工件的搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)，本案例就是基于智能相機(jī)做的CNC自動上下料搬運(yùn)的實(shí)際應(yīng)用案例。

（2）生產(chǎn)環(huán)節(jié)介紹1、任務(wù)觸發(fā)：MES系統(tǒng)下發(fā)加工指令至AGV調(diào)度系統(tǒng)，AGV接收目標(biāo)倉位坐標(biāo)及物料信息；2、原料抓取：AGV自主導(dǎo)航至原料庫，機(jī)械手通過視覺定位識別CNC物料位姿，完成±0.5mm精度抓取；3、機(jī)床上下料：AGV移動至目標(biāo)CNC機(jī)床，機(jī)械手配合機(jī)床門控信號進(jìn)行同步操作，將CNC工件放置到加工臺放料位；4、成品轉(zhuǎn)運(yùn)：加工完成后，機(jī)械手取件并放置于AGV載具，轉(zhuǎn)運(yùn)至清洗/檢測工位。

（3）項目目的（牽引）機(jī)械手搭配智能相機(jī)做定位抓取，保證每次能穩(wěn)定抓取到CNC物料并搬運(yùn)到機(jī)床上。

（4）檢測原因

1、物料防呆，在機(jī)床上下料環(huán)節(jié)，智能相機(jī)可以判斷來料到位信號與機(jī)械手動作的時序匹配性，例如確認(rèn)物料到位后機(jī)械臂再去抓取，防止機(jī)械碰撞或設(shè)備故障；

2、利用智能相機(jī)補(bǔ)償坐標(biāo)偏移，保證每次能穩(wěn)定抓取；

3、高精度加工協(xié)同保障，CNC加工對工件放置的定位精度要求嚴(yán)格，視覺定位可檢測加工臺上的基準(zhǔn)點(diǎn)，確保機(jī)械手放置工件時與機(jī)床坐標(biāo)系對齊，避免因定位誤差導(dǎo)致的加工超差或刀具損壞。3.案例背景（1）客戶（項目）需求如下所示：

1、CCD檢測物料mark點(diǎn)，識別4個圓孔（3個大圓+1個小圓）并判斷物料方向，圓孔數(shù)量或者方向不對則輸出報警；

2、通過mark點(diǎn)定位，利用CCD補(bǔ)償偏差并抓取物料并放在對應(yīng)放料位內(nèi)；

3、特殊情況下需要同時對2個以上做CNC工位做定位。

（2）客戶痛點(diǎn)或問題

1、現(xiàn)場是AGV+機(jī)械手的一體式結(jié)構(gòu)，對相機(jī)安裝空間要求很高，整體高度需要控制在100mm以內(nèi)，常規(guī)的工業(yè)相機(jī)+鏡頭+光源的方案很難滿足；

2、因為是一體化的小車，所以工控本身比較小巧，硬件配置不高，所以對軟件在低配置下的穩(wěn)定性要求也比較高；

3、軟件方案要求越簡單越好，方便后期維護(hù)。

4.方案描述（1）項目配單表及數(shù)據(jù)【※具體型號及數(shù)據(jù)】

類別	小類	型號	數(shù)量
硬件配單	相機(jī)	MV-SC3050M-12M-WBN	1
數(shù)據(jù)	相機(jī)鏡頭高度	100mm 63mm*47mm 0.0267 曝光 5000us，帶偏振鏡頭罩
	視野 (FOV)
	單像素精度
	其他數(shù)據(jù)
環(huán)境	平臺	機(jī)械臂運(yùn)動速度定拍

海康MV-SC3050M-08M-WBN 500萬像素8mm鏡頭工業(yè)相機(jī)

（2）方案示意圖

(3) 方案思路描述

1、首先肯定需要做12點(diǎn)標(biāo)定算旋轉(zhuǎn)中心,采用自動通訊的的方式實(shí)現(xiàn);

2、采用單點(diǎn)抓取模塊，定制多點(diǎn)抓取功能，可以定位多個物料產(chǎn)品做定位抓取，能適配客戶多種產(chǎn)品定位使用的場景;

3、自帶光源，無語額外光源。

(4) 搭建與調(diào)試

1、創(chuàng)建基準(zhǔn)，創(chuàng)建圖案有無進(jìn)行精定位匹配;

（5）項目難點(diǎn)及解決方案描述問題一：智能相機(jī)在一些產(chǎn)品上受限于節(jié)拍要求，需要一次拍多個產(chǎn)品做定位抓取解決方案：定制多點(diǎn)抓取功能，具體實(shí)現(xiàn)邏輯如下：①基礎(chǔ)的標(biāo)定參數(shù)，像素點(diǎn)、示教物理點(diǎn)和示教拍照物理點(diǎn)與基線一致，需要設(shè)置時提前訂閱；②實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)抓取示教時，按照如下規(guī)則定義示教通訊指令，定義規(guī)則建議如：示教點(diǎn)1時，客戶通過tcp發(fā)送示教通訊指令和示教物理點(diǎn)（示例：

21212,100,100,10），傳入通訊指令和物理點(diǎn)，并執(zhí)行一次創(chuàng)建基準(zhǔn)，將基準(zhǔn)傳入相機(jī)多點(diǎn)抓取模塊內(nèi)部記錄示教點(diǎn)1的基準(zhǔn)信息；示教點(diǎn)2時，客戶通過tcp發(fā)送示教通訊指令和示教物理點(diǎn)（示例：21212,200,200,20），傳入通訊指令和物理點(diǎn)。并執(zhí)行一次創(chuàng)建基準(zhǔn)，將基準(zhǔn)傳入相機(jī)多點(diǎn)抓取模塊內(nèi)部記錄示教點(diǎn)2的基準(zhǔn)信息；以此類推開放多個示教點(diǎn)，具體操作如上；問題二：在部分檢測非標(biāo)工件做基準(zhǔn)定位的時候，需要識別到4個孔，如果是3個孔就要判斷NG,而且來料位置波動后，圖像識別會不穩(wěn)定，如下所示：

解決方案：采用目標(biāo)檢測做定位，并且利用識別到的數(shù)量來判斷OK和NG，如下視頻所示：

（6）效果展示

5.方案優(yōu)勢

（1）產(chǎn)品層面①算法耗時300ms以內(nèi)，機(jī)械手可以穩(wěn)定抓取，定位精度可以到0.2mm，抓取準(zhǔn)確率到99.5%以上②簡易安裝，場景適應(yīng)性極強(qiáng)；③算法處理穩(wěn)定，可以兼容多種產(chǎn)品；

（2）公司層面①形成了行業(yè)復(fù)合型機(jī)器人搭配智能相機(jī)定位搬運(yùn)的通用場景，案例的推廣有助于提升整個應(yīng)用行業(yè)的競爭力②深入化的定制讓客戶只能綁定我司相機(jī)配套實(shí)施，批量出庫50pcs以上，并且已在富士康、比亞迪等終端應(yīng)用

（3）客戶層面①簡單的方案搭建流程，模塊的簡單化操作，讓客戶和終端在復(fù)制應(yīng)用上都能很快上手②一體化的相機(jī)，既滿足空間需求，也解決的PC端的壓力

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