【案例速递】In-Sight助力生产实现定位抓取检测
文｜李晓冰供稿、本刊编辑部整理
淄博市临淄银河高技术开发有限公司（下文简称临淄银河公司）主要致力于电力电子模块、大功率电源装置和电力电子基础材料的研发和生产，主要产品有各种型号规格的晶闸管智能控制模块、恒流恒压控制模块、陶瓷覆铜板等
过去，临淄银河公司的 DBC 陶瓷覆铜板生产效率很低，需要 2~3 人不间断生产，由
于工件本身有一定温度，人工操作时需要戴上特制手套， 这也导致了物料盒摆放不是很整齐。此外，在陶瓷板分割工序，还要增加一个人对物料盒中的众多陶瓷板进行整理。于是，临淄银河公司决定进行设备更新，引入机器人完成自动抓取。
项目由北京机械工业自动化研究所总包造，选用南京埃斯顿自动化股份有限公司（下文简称埃斯顿）的机器人产品。“我们之前用过其它品牌的视觉系统，效果不太好，相机与机器人之间不能直接通讯，因此对于这个项目，我们也比较担心两者之间的通讯问题。”埃斯顿工程师表达了他的担忧。另外，生产现场对视觉检测的特殊要求，也对视觉系统提出挑战。
本项目最大挑战在于陶瓷板存在高低、倾斜差异， 铁网链条处于一直运动中且链条本身有高有低，陶瓷板到位后光电提供触发信号不是很准确，无法准确触发相机拍照，相机的触发方式相比以往有所改变。“陶瓷覆铜板大小有一定差异，且覆铜的颜色也有深有浅，生产时顺序不固定，如果上一块覆铜板大点，下一块就会小点，因此要求视觉予以兼容。”埃斯顿的工程师指出。此外，由于陶瓷板一直在运动，因此要求相机运动中检测，机器人也在运动中抓取。现场机器人的运行行程有限，无法触及到相机检测位置。相机检测工位与机器人抓取位置之间有一定距离，线体运动方向需要补偿一定的距离值。
面对这些检测难题，上海贝特威自动化科技有限公司作为埃斯顿的合作伙伴，向其推荐了康耐视公司的视觉检测解决方案。在测试中，康耐视的视觉方案大放异彩。“配合相机调试时，工件来料随意放置， 相机依然可以准确检测出工件的中心位置，引导机器人正确抓取。” 埃斯顿的工程师说。“原来康耐视相机与机器人 KEBA 系统可以直接通讯，这样接收相机的坐标数据就方便多了。”机器人工程师蔺力道。
事实证明，康耐视强大的 PatMax 工具可以轻松应对陶瓷板的查找，即使陶瓷板覆铜区域颜色有一定差异，甚至陶瓷板本身大小有一定的变化，PatMax 工具依然可以准确定位：先使用 Patmax查找陶瓷板进行初定位，之后在陶瓷板四周使用Findline 工具，四个 Findline 找到的边向工件中心进行偏移，交点即为工件的中心点。以某一边的角度变化来反映陶瓷板的旋转角度。这样，对于工件因高低不平发生的倾斜，视觉查找计算的中心点也依然是工件的正中心点。
通过应用康耐视卓越不凡的In-Sight视觉系统，临淄银河公司的视觉引导检测流程和机器人抓取流程得到了优化，具体如下：
视觉引导检测流程：铁网链条一直运动，人工放置陶瓷板，流入高温加热设备，隔一段时间后流出加热设备，距离出口一段距离，安装相机，对陶瓷板进行定位引导检测；相机编辑并加载检测程序，触发方式设置为连续触发，机器人通过 IO 线控制相机的联机、脱机状态；设备生产时，机器人发送联机信号，相机不停的拍照检测；陶瓷板随铁网链条向前运动，慢慢地进入相机视野。在每次拍照中，相机通过 PatMax 工具来查找陶瓷板：通过 PatMax初定位查找陶瓷板四个白边（Findline），之后将四个通过计算向内偏移，交点即为陶瓷板的中心点，最后判别交点坐标是不是在事先设定好的相机 FOV中心处区域（主要考虑交点坐标 Y 值是不是在 FOV中间区域）；若 Y 值满足设定的合格区域，相机发送对应的 X、Y、Angle 三个值给到机器人；若检测不合格，相机会发送事先约定好的三个固定值；机器人收到数据后，发送相机脱机信号，继而相机停止拍照；机器人调整姿态抓取工件，最后将工件放置到夹具中；工件之间存在一定距离，可以满足在下一个工件到位时，机器人已经回到抓取等待位，并且发送相机联机信号。
机器人抓取流程如下 ： 机器人接收相机发送的X、Y、Angle 值，并按编码器进行相应距离补偿；调整姿态抓取工件，抓取工件后发送相机脱机信号；运动陶瓷板放置在夹具上时，调整位置，顺利放置到夹具中；从临近码纸工位（纸张码垛）吸一张白纸再放置陶瓷板上；最后返回到抓取等待位，发送相机联机信号，等待下次抓取。
临淄银河公司在应用 In-Sight 视觉系统和机器人后，不但实现减员增效，还可以同时兼容多种工件生产，即使工件温度偏高，也可以直接抓取放置到物料盒中。 “现在，抓取合格率可达99.8%以上，对于变化比较大的不合格陶瓷板，也能提示机器人抓取放至废料盒中。对于后面的陶瓷板分割工位，我们也会考虑增加视觉产品进行测量。”朱利补充道。
本微信刊登的原创文章精选于中国《现代物流》杂志，如有转载与刊登，请与我们联系获得书面同意，发表时并请注明文章来源。
版权所属，违者必究。