「具備視覺」的協作型機器人:用機器人導引系統實現2D定位

Apr 27, 2023

三菱電機與SICK共同開發了一項特別靈活且易於操作的機器人應用。其中的關鍵是一台攝影機,並採用專門的整合軟體。

機器人在工業生產中負責人類覺得費力或危險的任務,從而確保人類可投身於需要更多創造力與人類智慧的更複雜的任務。此類自動化解決方案正越來越受到重視——但是中小企業往往不敢進行這方面的投資,因為機器人用途不甚靈活,程式設計複雜,也相對比較昂貴。

SICK與機器人製造商三菱電機最近受系統整合商Wietec委托,為一家客戶開發出一項應用,則與上述情況不同:「我們的任務設置是讓機器人能夠夾取從車削機床落到盤子上的種植牙的小小基體,並插到托盤的接腳上。」SICK AG技術行業經理Andreas Fritzsche介紹。

The robot picks up tiny dental implant bodies and places them on pins on a tray.
The robot picks up tiny dental implant bodies and places them on pins on a tray.

緊密合作的結果

現在協作型機器人——是指與人類合作的機器人——實現了完全獨立自主,這要得益於SICK的一台攝影機及三菱為此攝影機的工程設計軟體專門開發的函數庫:攝影機直接放置在一台MELFA機器人(「MELFA」:Mitsubishi Electric Factory Automation三菱電機工廠自動化的簡稱)Assista的夾爪上。有了這雙「眼睛」,協作型機器人能夠準確看見工件在盤子上的位置與狀態。軟體確保機器人相應校準其臂端操縱機構,精確夾取基體,然後插到托盤的接腳上。此項共同開發的解決方案是SICK與三菱電機開展充滿信任的密切合作的結晶。兩家企業多年來結成了夥伴關係,此外還在其他共同的專案中纍積了使用SICK攝影機系統PLOC2D的經驗。

現在此項應用中也用到了此系統。其中包含的軟體前所未有,並對三菱電機具有特殊意義:「我們開發出此函數庫,為快速簡單地將PLOC2D攝影機連接至MELFA機器人奠定了重要基礎。」三菱電機歐洲分公司應用工程師團隊負責人David Beuter說。此項解決方案的一大優勢在於,協作型機器人由於「具備視覺」能力,能夠應對待夾取零件的各種不同的放置位置。此外:設備操作非常簡單,可輕鬆針對不同的任務進行調整,例如當待夾取的工件大小發生變化時。「這是透過攝影機提供的一個圖形化網頁操作介面實現的,並且在所謂的『刷子技術』幫助下,非常簡單、直觀、迅速。」Wietec公司機器人專案負責人Marcus Fuchs介紹。

機械人導引系統
易於操作而又靈活的感測系統用於定位零件
PLOC2D
The PLOC2D robot guidance system is easy to use, which is a great advantage for the customers.
The PLOC2D robot guidance system is easy to use, which is a great advantage for the customers.

簡單的操作與調整

Wietec公司總經理Björn Wied認為這是一個重要賣點:「PLOC2D機器人導引系統可輕鬆調整,為我們的客戶帶來了顯著優勢,因為客戶很少擁有在自動化領域具有充分資質的員工。」系統除了操作方便、適應性強之外,還具有第三個吸引人的特質:協作型機器人藉助可展開的滾輪能夠在生產車間自由移動。由此,它能夠靈活用在需要的地方:以種植牙部件的製造商為例,要在生產車間的八個不同站點工作。

整體上,它是一項高度靈活的解決方案,能夠更好地緩解生產部門人員短缺的問題,並更好地規劃工作時間及必要的附加產能。由於操作簡化,此項解決方案讓生產企業更有興趣考慮採用機器人技術:「以前機器人的攝影機導引較為複雜,成本也高,因為很多時候需要專家才能進行程式設計。而我們的方案是讓『具備視覺』的協作型機器人使用便捷,這大大降低了入門的門檻。我們的解決方案為實現靈活生產鋪平了道路。」Andreas Fritzsche說。可以想見的是,今後將進一步拓展此項應用,使協作型機器人還能負責分揀任務。

堅實的夥伴關係——三菱電機與SICK

三菱電機與SICK多年來開展了密切合作。2021年起,SICK正式成為三菱電機e-F@ctory Alliance的合作夥伴。這一全球網路擁有300多家會員,將工業元件製造商、系統整合商及軟體提供商聯合在一起。e-F@ctory Alliance的各個合作夥伴針對具體的客戶要求共同研究優化的解決方案。尤其是在機器視覺與安全技術領域,SICK與三菱電機合作進行創新解決方案的開發。

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