机器人,相机和电缆:幸免灾难性VGR失利
2014年4月4日,机器人行业失去了一名最鼓动感动的冠军。阿迪你，人人将永久记着他的庞大的视觉引诱机器人方面的特长。一代又一代的门生和机器人专家将继承受益于他不知疲倦的忠实，经过文章和很多在线研究会来分享他的常识。作为他的大方奉献积分必然评论辩论摄像机电缆经管,RIA的董事会和员工把这篇文章献给他的遗产。机器人缺少视角，对他们的愿景。如今由你来巡航。迎接来到大跳舞视觉引诱机器人(VGR)越来越多的用户接受VGR的概率。
“愿景容许您这么做不仅是一个盲目标机器人能做什么,”菲你Baratti说,使用工程司理正在卡森的爱普生机器人,加利福尼亚。“它打开了机遇的精度、吞吐量、制作转变,和产物转换。有这么多的更大的灵活性,当您取一个机器人视觉系统集成。”
一些敏感的视觉技能multi-jointed操纵者和你肯定会碰到一些停滞。这便是为何知识库组装行业forebearers和初期采纳者是如斯贵重。我们利用了拱顶预备新一代的集成商和用户VGR的细微差别。即使是经验丰富的老兵会偶然颠仆的细节。
您挂载机器人上的相机照旧正在一个固定的位置?假如您把开麦拉放正在机器人,结合运用吗?您如何护卫相机由过分磨损和电缆吗?
美圆的吞吐量通常取这一些决议有立即危害。不一样的机器人设置及其利用规定正在特定的相机位置和电缆经管注意事项上。由毛病的角度和要领后果上带来的后果多是灾难性的。
相机电缆1号停机工夫
经常被视为固执己见的电缆治理是至关重要的。节制该行业的出名事故评论员和初期的救火员。他们会通知您十年中事故频仍的首要原因是电缆妨碍很普遍。即使是如今,电缆质量的利害平常意味着乐成取失利的区分。
事实上,正在arm-mount相机应用程序停机工夫的一个原因是电缆。这不是见所未见的机器人事情单间价格下降到300000美圆,就因为300美圆的电缆毛病。荣幸的是,新相机尺度robot-mounted让电缆办理变得越发轻易。
“大都大型oem厂商意想到有线电视办理的重要性,”大卫·麦凯恩说司理机器人解决方案工程产物&效劳国际公司，有线电视和dress-out制造商正在密歇根州Orion湖。他说一般的一级和二级供应商能够由电缆办理救济中获益。
个中一些仍旧利用我们所说的“意大利面条体系”所有的电缆和软管取包装绑缚在一起,”麦凯恩说。“包装冲破时,电缆四周的东西或设备,或他们的机器人,终究都市受到影响。”
不管哪一种体例,终究的结果是高贵的。但不老是一个灾难性的失利。有时能够更阴险的伤害。它可所以间歇性失去了摄像机和机器人之间的旌旗灯号。
相机和视觉电缆直径通常是异常小的,”戴夫?卡拉瑟斯暗示，他是北美REIKU / Drossbach公司正在刻伦顿的加拿大安大略省的项目经理。“我把它们放正在微观领域。每个内链几近像你脑壳上的头发。蜿蜒时,超出了他们的舒服区,大概我们称之为静态蜿蜒半径,这是当你入手下手看到这一些链委靡和终究突破。”
“每一次个中一个链,淘汰旌旗灯号的线,”卡拉瑟斯诠释说。“所有的忽然相机并没有获得一个好的旌旗灯号。大概这不是一局部放在准确的位置,大概体系大概会迷失方向和完整放电完美的局部。”
电缆治理体系能够顺应绝大多数的机器人设置或应用程序。前面的照片所示,一个扮演dresspack顺应是一个三维激光视觉引导和评价体系。
“我们的机器人AutoGauge体系需求一个很是矫健的dresspack，因为遍及运转所需的机器人枢纽机器人温度抵偿顺序,”阿兰?考克说,新业务开辟司理感知器公司正在普利茅斯,密歇根。考克说,扫描历程需求视觉夹具高度灵敏的活动车辆门的外围和它的全部特征。
我们将探索更多的电缆办理解决方案和相机位置选项为铰接,SCARA(选择性合规组装机器臂),双臂delta-style,乃至机器人。
铰接和固定相机
因其灵活性和也许,铰接式机器人一般取他们抢出锋头。虽然他们的灵活性使得这个机器人的设置是一个最全知全能的,它提出了一些主要的思量摄像机位置和电缆治理。越扭转(或轴)添加到舞蹈上,更多的时机获得绊倒。
正在思索固定和arm-mounted相机铰接式机器人,应用程序平常决议了相机的位置。
“arm-mounted相机是最灵动的,您能够正在任何中央位置支配相机事情”大卫·布鲁斯诠释视觉产物，他是fanuc美国分公司司理，分公司正在罗彻斯刻山,密歇根。“假如您有一个应用程序和一帮输送机,您运用一个arm-mount,那末您只需要一个相机。您能够挪动相机,一切不一样的输送机,找到属于您的中央。”
“周期时间的错误谬误,”布鲁斯说。“这是自制的硬件,由于您只需要一个相机,但您必需完整截止,把您的照片,然后挑选一部分。”
发那科的慎密集成视觉体系包罗软件特征,处理这个arm-mounted衡量。
“我们iRvision?称为Snap-in-Motion,”布鲁斯解释道。“由于摄像机和机器人掌握器雷同,寄义雷同的CPU掌握,我们能够照相,而机器人还在动。”
布鲁斯说您必需注重您的暴光和有权力范例的一部分。“假如您须要一个好长工夫暴光,那末您须要放慢脚步充足所以没有任何恍惚。假如您有光圈翻开所有的体例,能够真的荣幸相对较低的暴光工夫和挪动很快。我曾经测试了它1000毫米,结果很好。”
他指出,Snap-in-Motion不适合运用输送机,由于一般您必需挪动相机正在拍摄照片时正在静态部份。
“另一种将fixed-mounted摄像机,您有一个为每一个输送机事情,”布鲁斯说。“您会加了硬件本钱,但您能够正在背景运转所有的愿景。所以当您正在一个输送机,您能够开除相机正鄙人一个输送机。您来到这个地区的时间,您已找到了一部分,位于,测算偏移量。所有的并行目力会发作。”
那差别的枢纽位置呢?布鲁斯说,绝大多数时分相机安装接头6(卫星)。然则有些应用程序要求新的变异株。
“焊接使用,他们经常把它挂团结5(J5),”布鲁斯说。“正在顶部装载机的情况下,他们大概会把它挂马车。团结1(j - 1)是一种线性轴或RTU(机器人传送单位),所以它仍然是种机器人安装,可是您不用担忧回护它。”
正在其他利用程序中,能够安装正在相机J5卫星和一个灵敏的东西。校准和东西转换变得风趣,但您取得更大的灵敏性和气力。比方,您能够正在卫星利用分手东西,如兼容的刀具或东西调换,J5拎着相机。
扭曲和呼唤,没有系包装!
取这一切的活动,舞池变得拥堵。假如您的相机电缆没有穿戴得体,事情可能会犯错。着装平常请求high-flex电缆。:“这是一个存眷视觉电缆。”发那科的布鲁斯说：“他们是轻易失利,特别是在高清晰度的应用上。”
“我们绝多数的机器人有一个内部:摄像机电缆由j - 1 J3,”他说。:“但主要的是,电缆由J3相机一般。”
布鲁斯说包装可所以一个大问题。“取视觉电缆,同轴电缆,您不愿利用领带包装直接在电缆自己。您想把器械放在领带包装和电缆,像一个环。通常情况下,当产生妨碍时,我们会说船电缆。良多时辰的我们将会看到利用包装的印象。”
他说工程dress-outs大大提高robot-mounted愿景的可靠性。“有活泼的dress-outs,春季,所以当手段须要翻转180度摆布,您会更涣散。”
布鲁斯指的是扮演的弹簧收缩体系和其他dress-out供应商给予。
“dresspack由一个弹簧收缩体系和我们所说的“脐”或波纹管,所有的通信电缆和软管由机器人end-of-arm东西,”注释了扮演的麦凯恩。“一旦安装在机器人上,弹簧收缩答应终端效应器拉脐和收回它回到住房,防备波纹管和电缆磨擦机器人。”
麦凯恩说,这个设法主意是为了消弭尽量多的扭转应力的电缆。他对包装反响的防范措施。
“您没有想把任何品种的电缆或硬质塑料领带包装软管,由于一旦机器人最先运转,这一些包装或割断电缆或软管穿茄克,致使失利。我们运用一个钩和环扣或聚氨酯皮带绑束软管一旦他们脱离收缩体系。这一些没有会减少根据电缆或软管。”
适度的包装规定
发那科的布鲁斯夸大掩护的重要性的摄像机电缆连接器电缆束的压力。
REIKU专利环体系称为Cablestar只是为了这个目标。外形像一个冰球,这专业环是由柔嫩的橡胶正在不一样直径的巨细取决于波纹管适用于屋子电缆。每一个环体系定制,喷水洞,或槽,您插入电缆设计的平安。
“一旦Cablestar内的电缆提出,他们公司进行,所以没有更多的推拉效应,“REIKU的瑟斯说。“他们全是伶仃的,所以他们没有会受到其他电缆和软管。大的没有拉着小的。他们只需要携带本身本身的重量。”
他说这减少了压力毗连分和还密封管道使污染物。
瑟斯回想的时分相机电缆很敏感,汽车oem他们爱好运用自制的鞋带。他们会包相机一次电缆十和删除每个一连,由于它坏了。
“然后我们把电缆正在波纹管体系中,您瞧,机器人会跑2 - 3年。而今每个人皆认识到有线电视经管的利益。”
他说Drossbach发了然波纹管进程正在1900年代初。REIKU运用这个进程来出产静态和静态高科技电缆珍爱管。他说他们只是专利模块化、高适应性的电缆治理体系称为Drossbach电缆珍爱器?,已经正在测试机械人和汽车制造商客岁特别很是主动的后果。
3 d Depalletizing
电缆经管是一个环节的步调机械人积分器韦你登的解决方案正在近来的一次depalletizing镗床体系和机械经管应用程序。
这个视频的FANUC显现细胞正在举措。机器人运用一个开消3 d地区传感器前定位和挑选局部托盘。然后一个独自的二维视觉体系适用于准确肯定局部的取向的钳子正在装货前镗床。
“我们跑电缆根据波纹管,”查你斯?盖你斯说,韦你登自动化贩卖司理解决方案,宾夕法尼亚州。”,由于所有的活动end-of-arm工具机保护调养操纵,我们发觉电报被挂太低,被抓到正在四周的设备,所以我们必需返工,dress-out。”
大风说经历和恰当的测试正在这一些情况下回报。他倡议继承有心和详实的电缆经管工程,以确保您遵照完全的途径，关于末了的一些枢纽机器人，他这么说。“假如您不了解,您dress-out会太紧或太松,”他说。“要末这一些前提能够创立一些大的题目之一。”
电缆经管,脚踏实地
环球自动化供应商,comau公司正在索斯,密歇根州,模块化电缆管理方法。
“我们一样平常把电缆分红分歧一些,”马克·安德森说,他是Comau的技术开发司理。“我们会有一个一些high-flex电缆由结合6到1。然后我们会有一个low-flex电缆的根底机器人回到我们的内阁。假如机器人被安装在某种范例的7 th-axis幻灯片,我们将有另一个high-flex电缆,穿过7 th-axis猫跟踪,然后low-flex电缆由猫追溯到我们的内阁”。
“如许假如有失败在一个范畴,您能够换一节。这是更快,”安德森说。“比方,电缆地区沿着机器人将看到更多的蜿蜒,蜿蜒和扭曲。它破费更少的时候来修复部门而并不是代替全部辽阔。”
“low-flex电缆也是低成本,所以您没必要代替很长,高贵的电缆,”他增补道。
只管Comau制作本人的机器人,该公司以为本人“解决方案提供者”,而不管是一个产物供应商。这决意他们若何应干法式和驱动立异要领的方方面面。Comau服务于汽车和航空航天工业等。
“我们搜检每一个应用程序以开放的心态,自力、客观地,”安德森说。“我们文档的请求每一个历程,如预期的准确性,将产物变更,体系模子的灵活性是不是正在运转一个模子,两个模子,或更多,这一些模子之间的区分,和任何特定的客户需求。”
安德森说他们阅历这个历程的时间,它平常决意是不是视觉引诱机器人或固定安装应用程序。
“我们的许多客户宁肯我们相机挂在竣事效应和更灵动的货币制度。身体市肆,我们安装体系是传统设计接受一个非常大的和遍及的产物转变。”他说,这一些变异的局限能够由轿车,越野车。
VGR正在六个自由度
”我们的体系,我们的价值供应了一个很是机动的视觉引诱体系,供应了一个six-degree-of-freedom抵消机器人不需要任何校准,”安德森注释说,他扶助Comau开辟机器人视觉制导技术正在进口管道钻孔的f - 35战斗机。“我们RecogniSense?体系设置很是简朴。”
“我们作用开辟该体系的必要性VGR填补一个空缺的范畴。我们正在一个积分器的心。我们要确保我们为我们的客户给予符合的东西。”
“愿景不管是一个放诸四海而皆准的东西,”他说。“每一个视觉体系都有本人的长处和错误谬误。我们也许利用我们RecogniSense一样很多Cognex体系。”
安德森说,除简朴的设置和不需要校准,新系统有一个广漠的区域内的电缆和电线的最小数目。他说,他们根本上有一个线插入到相机。
“我们利用这一进程被称为视觉伺服,”安德森诠释说。“这是一个迭代进程的中断,照相,做一个调解,然后再照相。经过迭代进程,我们把机器人到恰当的位置。”
“我们仍旧可以利用这类视觉伺服进程和实现一个非常快的周期时间。图象处置惩罚发生在几百毫秒。”
安德森说,RecogniSense相机其实不老是机器人安装。为激光钎焊Comau fixed-mount应用程序中使用它。正在这一些情况下,视觉伺服是没有必要的,由于发生正在布景图象收罗和处置惩罚。
一个相机或两个,枢纽5或6。铰接式机器人,选项似乎是源源不断的。当我们增加另一个迁移转变时,会产生什么?
两探戈
更主要的是比一个枢纽杆庞大吗?两个怎么了!
双臂机械人,特别是7轴手臂,能够正在铺陈慌张事情之前预留为人类事情范围和空间。正在机械办理应用程序中,接近交代常常规定,它也许很难获得两个传统机械人正在一个行业。这便是这一些double-handed操纵者包罗成功的跳舞。
“用双臂机器人,双臂有会见设备。他们能够自力事情而且能够相互切换局部,”格雷格·摩根说,日本安川电气软件工程司理Motoman Miamisburg,俄亥俄州。“他们能够翻转局部或调解它。”
我们首先要知道这个种类的机器人近距离和个人在客岁炎天的合作机器人。他们动冗余机械手的特性使其不同凡响。然而双臂机器人有本身的思量,尤其是当你增加视觉两个人。
车载摄像头,内部电缆
类似于单臂铰接式机器人,相机dual-arms位置挑选是各式各样的。再次,应用程序一般决议了相机的位置。
正在物流,这一些范例的机器人适用于遴选和大盒子输送机,镜头通常是固定正在事情地区。其他应用程序挪用相机安排更多的灵活性。
“手臂上更加灵敏,”摩根说。“您能够处理多个电台和一个照相机。平常end-of-arm东西的一部分。”
他描写了一个如许的应用程序,此中日本安川电气Motoman双臂机器人是用来测试设备正在汽车行业的利用结果。“我们所做的一些体系,搜检轮胎通货膨胀。一只手臂有一个相机和一只胳膊已完毕效应。我们利用相机定位轮胎的阀杆。限定,所以我们必需把帽利用终端效应器,然后测试压力。然后机器人庖代了帽。”
Morgan说这个进程是pre-vehicle实行安装。为出了轮胎正在传送带上机器人。
相机还能够安装在每一个手臂。自然,应用程序和周期时间效益必需支撑加了两个摄像头的分外本钱。摩根还给予了有关电缆办理。
尤其是“取我们的双臂,我们试图把这一些电缆内部。已有电缆和气动运转内部兵器,所以我们实验运转摄像机电缆经过的手臂。这限定了概要和电缆。” 他说这也适用于终端效应器气动和电气毗连。
Vision-equipped双臂机器人还善于组装应用程序。“那些兵器是好相互近距离事情,他们有一个高的时刻,所以他们把器材在一同好,”摩根说。“常常,我们将利用视觉找到大抵位于四周的物品,取每一个部分,能够自力完成。然后我们一同同伴,位置信息利用我们MotoSight 2 d软件。”
这个仿人乖巧的小脚印正在资助的双臂机器人盯上了旺盛的电子行业。这是另一个案例,两个比一个,至少在观点两臂,两个摄像头,是预期的两倍。
abb的双臂机器人观点(DACR)最近正在ABB手艺作了北美首映日正在奥本山事务,密歇根。这14-axis,双臂机器人将正在2013年的某个工夫上市,据菲你·克洛泽环球产物Manager-Small机器人。正在那之前,与会者都被一个人形时满眼的观点提出了义务正在一个模仿的电子应用程序。
用的翻转手段,机器人运用可选的摄像头效果器完毕过渡由托盘定位小部件捉住并毗连它们。正在现场演示,克洛泽将托盘义务之间略微展现机器人的视觉导航系统若何轻松地调整到新的位置。
DACR的“眼睛”能够自力事情或正在一同。正如你所看到的,所有的电缆全是内部,消逝正在人们的视野中。
连同思量机器人“巴克斯刻和工业”Nextage,这一些双手操纵者其他独刻的刻性,这一些刻性使其合适作为合作机器人。我们将更深入地商量这一些应用程序正在本年马上出书。
钟表店精度
喜好他们的表亲,scara机器人相机位置有一些挑选。相机能够安装在一个枢纽,或在一个固定的位置独立于机器人,或二者同时兼备。
取SCARAs重点是速度和精度。全是关于周期时间和视野(FOV)。
“您的第一个题目应该是,什么样的应用程序所需的精度?“爱普生的Baratti说。“在此基础上,我们最先构建事情间隔,镜头范例和照明。”
“最少,我们50%的应用程序规定mobile-mount相机,”他说。“有一些真正的上风。mobile-mount相机平常同意您视场较小,这是由于有些固定的事情间隔。但由于它安装一个机器人,我如今已完成事情地区给予给我。”
“您说有五个局部的装配,”Baratti解释道。“第1局部是左象限,所以我把哪里的机械人和利用这个小视场相机发明恰是我所须要的器械。第2局部是正在象限的,所以我开车机械人坐标系的另一边。的设法主意,此刻能够利用机械人的完备的坐标体系,也有一个小FOV上风的摄像头安装正在机械人。”
取枢纽机器人,我们看到的一个环节区分robot-mounted和fixed-mounted相机是周期时间。适用于SCARAs雷同。当摄像机是固定的,图象处置能够发生在取其他使命。价格是所供应的邃密精美小robot-mounted相机的视场。
有时应用程序规定固定的组合和robot-mounted相机。
“向下一个固定的组合相机和mobile-mount而今给我准确的才能找到局部面积非常大,“Baratti说。“首先,我以为加入机器人的事情信封和大视场相机(固定)。然后我开车到一个相对较小的视场相机找到切实的位置。”
假如应用程序规定的一些是切确安排?然后您把相机正在那里?有时三的魅力。
“有情况下灵动喂养或批量星散应用程序,您需要把一部分到10微米。这是一个极度小的公役,“Baratti解释道。“所以我们将增加第三个相机通常是一个向上的应对相机的视场只是略大于您查抄的一部分。您永久没有能把一切您的崇奉的东西。您没有能假定它没有改动当您捡起来的真空或爪。我们用相机来构建一个东西面对的上行抵消,或坐标体系,正在爪的一部分。”
多个枢纽,很多选项
SCARA机器人能够携带相机正在分歧的枢纽。应用程序再一次决定性的因素。
Baratti说相机放正在结合2(J2)当应用程序请求看一个固定的平面。“这意味着您是不是看零件正在不一样的高度。这便是所谓的焦平面。”
目下当今思量结合3:(J3)。“这意味着我有本领高低挪动相机,还扭转它,”他说。“SCARA机器人的枢纽3和4是绑正在一同,所以当一个举措一个举措。:您会安装一个摄像头J3的原因是若是您处理部件或安装不一样的高度,或正在Z平面正在不一样条理上。这是一个受欢迎的托盘利用当您事情。”
“有一个摄像头安装在J2意味着当你由托盘的一端到另一个事情,一部分将视场扭转,“Baratti解释道。“我们有视觉东西占效应”。
这个视频由爱普生机器人装配进程显现了一个腕表SCARAs全部团队。一度正在此进程中,您能够看到结果Baratti描写了正在监控J2-mounted相机挪动托盘内的小部件。监视器显现相机的视图。看着屏幕上的部门泛起扭转。
“这是当你有一个J2-mounted相机穿过一个托盘,“Baratti说。
“若是您有一个特别很是复杂的应用程序,您干的特别很是准确的搜检和丈量,您想连结这一局部真正的相机。这是当您将山旁边。它能够让您更好地认识一个特征的一局部,目前因为视场的扭转局部每一次频频。所以相机的一个上风事实上扭转您超出事情。”
Baratti说这类要领的一个错误谬误是电缆治理。“由于您目前处置惩罚摄像机电缆高低挪动,扭转,您夸大电缆更多。这便是错误谬误之一:安装一个摄像头正在J3或旁边。”
他说绝多数电缆治理其实不庞大的SCARA机械人。他倡议high-flex电缆对任何机械视觉应用程序和强烈倡议对领带的包装一样的原因人援用。
留意您的Gs
Baratti指出另一个斟酌利用摄像机安装正在SCARAs时,尤其是正在枢纽3和4。看你除此之外。
“您把更多的军队,相机,镜头,和所有的组件:当您把它安装在J3和旁边。有更高的几率的事情入手下手变化,放松房地产。虹膜和在某些情况下,您乃至大概入手下手有点变化,大概您的注意力大概会变化。”
“假如您晓得这是一个十分紧密的应用程序取高加快和减速,您想要获得一个镜头正在重力和几许力气,标准它能够处置事情最先放松之前,“Baratti填补道。
正在处置一个SCARA,Baratti认为相机酿成更小的外形。
正在平行舞蹈
Delta-style或并行机器人高效皇后区。有时被称为蜘蛛机器人,炫目标速度几乎是超群出众的。装备视觉时,能够挑选和安排各类物品取麻木的精度。
一个并联机械手崭露头角。纯熟手艺的机器人Quattro?的专利4-arm设计。传统的三角洲机器人3兵器。4-arm三角洲具有速度跨越每分300次。分外的附件许可利用更大的准确性和有效载荷的利率上升。
三角洲区域的惊人的速度和相对较低的负载本领几近老是号令fixed-mount相机发展。假如它没有完整粉碎相机,一个arm-mount一定慢蜘蛛的周期时间蜗牛的速度。
“由于这一些机械人安装开消,它不容易留下大批的空间相机,”Banducci说,他是adpet高等产物司理，adpet手艺公司正在美国,加利福尼亚。“兵器会出目下当今相机的视野。通常情况下,摄像机安装开消离开的机械人和定位上游遴选和处所的位置。”
“一般相机是完整独立于机器人,“Banducci说。“有线电视经管的存眷delta-style或Quattro机器人仅仅只是由于他们安装的开消。所以相机的电缆、照明和机器人一般和在结构上的机器人。”
“这不是一个非常复杂的布线事情,”他说。“构造曾经到位。通常有一个非常大的金属框架的机器人。最简朴的办法获得的电缆运转它们,框架。”
作为一个大派对的入手下手
“纯熟的产物,我们的节制事实上是集成到四轮驱动体系机器人,“Banducci说。“所以里面的机器人,机器人的大脑根本。没有零丁的节制和放大器内阁,这将须要分外的布线。”
“您想确保您有一个刚性安装摄像头,“Banducci解释道。“通常情况下,我们认为相机安装正在统一帧机器人自己。您老是期望确保相机正在统一位置相对您的机器人。”
“因而,假如全部帧被碰,像由叉车或其他设备,摄像机和机器人一同挪动。不会有滋扰的相机的相对位置对机器人的位置。对校准”Banducci说这是主要的。
“我们的体系的上风之一是事实,我们的方针是取我们的慎密集成掌握,“Banducci说。“想一想一个人。您的手和您的眼睛全是由不异的大脑掌握的,所以很轻易把器械捡起来和挪动。我们想我们的机器人一样。”
事实上,机器人的眼睛是窗户的天下的概率。是以,只管三月猖獗,我们的大舞会才刚刚开始。