多關(guān)節(jié)機(jī)器人在小批量生產(chǎn)中的工件搬運(yùn)

　　以PC為基礎(chǔ)的最新視頻技術(shù)，使小批量生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化操作成為可能。

　　大批量生產(chǎn)是與機(jī)器人自動(dòng)化一起攜手發(fā)展的。在這類(lèi)生產(chǎn)計(jì)劃中應(yīng)用的機(jī)器人并不需要很大的靈活性，它們只是千百次地往機(jī)器上重復(fù)裝卸一種零件。

　　然而，為了適應(yīng)工件的頻繁更換和小批量生產(chǎn)，這種缺乏靈活性的機(jī)器人妨礙了將機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)融入到車(chē)間工作的可能性。FANUC機(jī)器人公司開(kāi)發(fā)了以V-500iA PC為基礎(chǔ)的視頻系統(tǒng)，該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)，從而使小批量生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化操作成為可能。不同規(guī)模的車(chē)間可以分享自動(dòng)化機(jī)械所提供的一切優(yōu)點(diǎn)，其中包括較高的主軸利用率，具有自動(dòng)打毛刺、自動(dòng)測(cè)量或自動(dòng)組裝等功能，而且能夠以智能化的方式利用人工勞力。

　　根據(jù)FANUC公司負(fù)責(zé)物料搬運(yùn)的總經(jīng)理Richard Johnson先生的看法，以PC為基礎(chǔ)的最新視頻技術(shù)，可以使機(jī)器人自動(dòng)揀取零件，不必使用專(zhuān)用的零件定位夾具。現(xiàn)在，可以將零件以不太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式傳遞給機(jī)器人（例如通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)），而機(jī)器人只需要作適當(dāng)?shù)恼{(diào)試，改變其夾持的方式，就能夠使其夾取一種新的零件。機(jī)器人除了能夠確定零件的位置之外，通過(guò)視頻技術(shù)還可以辨別某一零件系列內(nèi)的各種不同零件。

　　Johnson先生在這里提出了一些問(wèn)題，他認(rèn)為可以將目前的視頻系統(tǒng)應(yīng)用到機(jī)械操作的機(jī)器人身上。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　 這種視頻系統(tǒng)的軟件能夠檢查一個(gè)零件的實(shí)際幾何形狀，而不是檢查經(jīng)過(guò)
　　　　　　　　　　　　　　 整理的像素圖形，這有利于鑒別大小和方向變化不同的各種零件

攝像頭安裝在什么地方？
　　一個(gè)視頻系統(tǒng)在開(kāi)始時(shí)可以安裝一個(gè)或多個(gè)攝像頭，通過(guò)攝像頭主要可以拍攝一個(gè)零件的鏡頭，這樣，系統(tǒng)軟件就能夠確定零件的位置和方向。攝像頭可以安裝在一個(gè)機(jī)器人的手臂上，通過(guò)不同的角度捕捉零件的圖像。靜止的攝像頭可以安裝在離機(jī)器人揀取零件處較遠(yuǎn)的上方或其相鄰的地方。遠(yuǎn)距離安裝的攝像頭，其安裝位置可以高于機(jī)器人的手臂，從而能使攝像頭的景深達(dá)到最大范圍。例如，對(duì)于儲(chǔ)存在多層貨盤(pán)庫(kù)中的零件，處于高位的攝像頭可以集中焦點(diǎn)，從上到下地捕捉到每一層零件的圖像。

目前的視頻系統(tǒng)能夠看得更清楚嗎？
　　早期的視頻系統(tǒng)對(duì)照明和對(duì)比度要求特別敏感。這些系統(tǒng)采用二進(jìn)制的方式，即圖像中的每一個(gè)像素不是開(kāi)放就是關(guān)閉。目前的許多視頻系統(tǒng)以灰度級(jí)為基礎(chǔ)，它們的軟件具有后處理能力，它能夠進(jìn)一步提高圖像的質(zhì)量。就照明和對(duì)比度而言，這類(lèi)灰度級(jí)系統(tǒng)要比二進(jìn)制系統(tǒng)具有更大的包容性，但有效的照明畢竟還是視頻系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部分。

機(jī)器人如何識(shí)別零件？
　　視頻系統(tǒng)能夠確定貨盤(pán)中、傳送帶上以不同方向排列的零件位置。FANUC公司提供無(wú)固定夾持裝置的零件儲(chǔ)存庫(kù)，這種儲(chǔ)存庫(kù)采用多層貨盤(pán)，當(dāng)庫(kù)內(nèi)沒(méi)有零件時(shí)，機(jī)器人可以將它們自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉。然后再接近下一層裝有零件的貨盤(pán)庫(kù)。V-500iA系統(tǒng)使用的軟件具有對(duì)幾何形狀進(jìn)行比較的特性，并以此來(lái)檢查一個(gè)物體的幾何形狀，而不是尋找一個(gè)經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的像素圖形。這有利于確定機(jī)器人手中的零件位置是否在同一方向上，或零件是否被部分覆蓋。

這一應(yīng)用領(lǐng)域是否需要二維或三維系統(tǒng)？
　　對(duì)位于X-Y平面上（例如在傳送帶上或貨盤(pán)上）的小型零件而言，采用二維系統(tǒng)也許就已經(jīng)足夠了。但對(duì)于較大的零件或處在X、Y和Z平面上的零件而言，就往往需要采用三維系統(tǒng)。

機(jī)器人的設(shè)計(jì)趨勢(shì)開(kāi)始向什么方向發(fā)展？
　　為機(jī)械自動(dòng)化而設(shè)計(jì)的機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)越來(lái)越精巧，工作速度越來(lái)越快，功能越來(lái)越強(qiáng)大。由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)精巧，因此更容易在車(chē)間內(nèi)重新安排就位；由于其工作速度加快，因此其生產(chǎn)能力有了很大的提高；由于其工作負(fù)荷性能提高，因此其能夠更好地操做較大型的零件。