机器视觉让协作机器人更加灵活

机器人正在进入制造业的各个领域，因为它们可以把人类从3Ds中拯救出来——或者拯救那些肮脏、枯燥和危险的工作。但从本质上讲，机器人是用于处理材料的自动化设备——本质上是设计用来将物体从一个位置移动到另一个位置的金属手。但若无眼无心，手有何用呢?

多年来，机器视觉系统为机器人提供了视觉所需的技术。这些视觉引导机器人(VGR)的应用已经指导传统机器人进行拣放、机器照管、组装，甚至复杂的拣箱操作。今天，同样的技术正在帮助协作机器人——无需安全防护或其他措施就能与人类一起工作的协作机器人——从机器人市场的几个百分点增长到2025年所有新安装的机器人中预计的35%。

COVID-19增加了灵活性的需求

没有“眼睛”的机器人在解决制造业工作问题上非常有用。但是，考虑一下在不使用机器视觉指导的情况下帮助机器人完成一项简单任务所需的所有步骤。

主要的挑战是每个周期都必须以相同的方向和位置呈现给机器人。这意味着要安装昂贵的定制夹具、夹具和硬件，如碗式给料机，这样就消除了随机性，机器人可以预测和重复地在给定位置拾取物体。

现在，如果生产线有定期的周转，每个产品都需要新的夹具和工装怎么办?如果是混合生产质量保证或包装生产线呢?如果工作单元需要能够处理以不同方向到达的几种类型的对象，该怎么办?

在这些情况下，考虑到灵活性和成本，设计师应该考虑添加机器人视觉的好处——即，一个摄像机和处理单元与相关的机器视觉软件——或生产线。Vision消除了与添加新硬件和配件相关的劳动力和资本成本，增加了操作的灵活性，并使生产线能够在不同产品之间快速切换。vision极大地减少了在一个产品和另一个产品之间移动所需的时间——这对忙碌的制造商来说是一个巨大的福音，特别是在今天要求苛刻的定制生产环境中。

《品质》杂志第19届年度杂志职业调查状况联合机器人专家通用机器人公司的战略营销和应用开发高级经理乔·坎贝尔说:“我们发现，五分之二的公司正在使用或计划使用机器人，其中一半的公司已经在培训现有员工使用机器人技术。”“COVID-19全球大流行为这些先前的趋势提供了额外动力。制造业正在调整以适应新的经营条件、可用劳动力减少和经济不确定性增加。因此，对灵活的自动化平台的需求加剧了。

“虽然传统的自动化系统是巧妙的，”坎贝尔继续说，“但它们也可能是昂贵和刚性的。相比之下，cobots可以在上午被分配到一组质量检查任务，然后在下午被重新分配到一组完全不同的质量检查任务。一种视觉系统在几分钟内被替换成另一种。因此，传统的‘一刀切’的自动化方法正日益输给可定制的协同机器人平台。”

为了让用户能够灵活地选择最适合其应用的视觉系统，Universal Robot拥有一个广泛的合作伙伴生态系统，它们提供针对特定目的定制的视觉系统，比如挑选和地方和机器管理来智能三维系统用于视力指导和质量检查。

什么样的机器人协作相机是最好的?

据OnRobot美国部门总经理Kristian Hulgard介绍，机器人摄像头主要有三种:2D、3D和2.5D。2D摄像机是最便宜的，但也是最不通用的。“通常，2D摄像机可以确定长度和宽度(X轴和Y轴)，但不能确定高度，这限制了它们可以支持的应用程序的数量。从好的方面来看，他们在这些限制范围内是可靠的。”“3D摄像机为你的机器人提供它可能需要的所有视觉信息，跨越所有三个轴，并结合物体旋转。然而，这种功能是有代价的，因为3D相机是最昂贵的相机，它们也有难以集成和操作的名声。”

Hulgard补充道，3D相机可能会带来复杂性和可靠性问题，这使得许多制造商不愿意接受这项技术，尽管它有强大的能力。相反，她指出，2.5D相机在2D和3D相机之间占据了一个最佳位置，无论是在成本上还是在性能上。2.5D相机能够确定物体的高度，是理想的场景，在不同的物体高度和物品需要堆叠。

视觉增加协同机器人密度，在线检查

其他合作机器人供应商，如FANUC美国公司，更倾向于为客户提供来自机器人供应商的全面集成视觉解决方案，如FANUC的iRVision，该公司在他们的合作机器人和传统机器人产品线上都有业务。

“传统机器人视觉与协作机器人视觉的区别是什么?”FANUC美国通用工业和自动化分部工程经理David Bruce解释道。“由于合作机器人是工业机器人，具有内在的安全功能作为其设计的一部分，使用机器视觉指导普通工业机器人或合作机器人的原理是相同的。话虽如此，很可能合作机器人将更多地用于机器人安装的MV检查。Cobots非常适合这样做，因为它通常需要操作员将一个部件加载到检查夹具中，如果这个夹具由cobot检查，那么整个过程就会变得更简单(因为人类和Cobots可以一起工作)。”

布鲁斯说，Cobot检测站可以是在线的，检查相对小批量生产线上移动的每个部件，也可以是离线的、操作员输入的检测站，检查生产线上每十分之一、百分之一或千分之一的样品。“在这种类型的设置中，操作员可以装载被检查的部件，而不必与机器人的控制系统接口，或通过任何类型的围栏进入，这是这些类型的系统非常理想的属性。有时，如果零件不放置在夹具中，则指导与这些类型的系统相结合。合作机器人将首先使用机器人安装或固定安装的摄像机来定位零件的位置，然后使用该信息来偏移其检查路径，以确保正确和准确的检查被执行。”

布鲁斯表示，机器视觉系统也可以取代机器人手臂。通过安装固定的摄像头和软件，类似于VEO FreeMove在美国，视觉系统可以监控机器人和工作人员的位置，允许更多的合作机器人被安置在一个小空间里，而不必担心彼此或人类工作人员的碰撞。

机器视觉与工业机器人的结合，通常被称为VGR，无论是协作型还是常规型，近年来一直在稳步上升。“所有主要的工业机器人公司都提供某种形式的简单的机器视觉集成，”布鲁斯说。“无论是用于机器引导还是部件检查，机器视觉与工业机器人的结合，确实是实现许多(否则)不可能实现自动化的任务自动化的必要技术之一。”

在俄亥俄州扬斯敦的综合物流公司，一台UR10合作机器人配备了一个Keyence ca - hx200c Lumitrax视觉系统部署在快节奏的发动机装配线上，检查是否正确装配了舵机线束插件。这项任务是关键任务。如果连接器没有完全固定并锁定到位，导致连接中断，可能会导致动力转向失灵，严重程度达到8级，这意味着会出现危及生命的故障模式。万能机器人提供

Flex-N-Gate是一家保险杠、外饰件、照明、底盘组件和其他汽车产品的供应商，该公司在其位于密歇根州的Ventra Ionia工厂使用检测系统来确保产品质量。为了帮助改善这些流程，降低成本和节省空间，Flex-N-Gate向FANUC寻求视觉协作机器人解决方案，利用FANUC美国的24/7/365服务网络支持他们的协作机器人系统，实现了完全成功的集成。发那科美国公司提供。

新发布的OnRobot Eyes是一个2.5D摄像头和视觉系统，可以用于所有主要的协作和轻工业机器人手臂。基于易于集成和使用的设计理念，Eyes为制造商的运营带来了机器人视觉的所有好处，以及一些独特的功能和特点。OnRobot礼貌。