SCHUNK雄克防碰撞和過載保護(hù)傳感器

AI 讓生產(chǎn)更輕松：自動(dòng)化執(zhí)行復(fù)雜的抓取任務(wù)

使用 2D 抓取套件，企業(yè)能夠輕松地自動(dòng)化執(zhí)行抓取和分揀任務(wù)。得益于離線 AI 支持和簡潔的用戶界面，無需聘用專門人員，即可進(jìn)行設(shè)置、示教和操作。

所有制造企業(yè)都面臨著同樣的挑戰(zhàn)：如何在不增加額外員工人數(shù)的情況下，維持甚至提升成本效益，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)？人工短缺已成為各行各業(yè)的常態(tài)。這就是為什么公司希望讓更多的生產(chǎn)步驟都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，尤其愿意從事重體力或內(nèi)容單一工件的人越來越少。

幸運(yùn)的是，機(jī)器人、人工智能和抓取系統(tǒng)的進(jìn)步繼續(xù)為自動(dòng)化解決方案開辟具有成本效益的新應(yīng)用。過去，企業(yè)通常配備足夠的技術(shù)人員來安裝和操作自動(dòng)化系統(tǒng)。然而隨著系統(tǒng)功能變得更多、更復(fù)雜，操作難度也隨之增加。如今，這給尤其是中小企業(yè)帶來了很多問題。人工短缺使他們目前很難根據(jù)未來的需求布局自動(dòng)化生產(chǎn)。特別是在機(jī)器人搬運(yùn)領(lǐng)域，企業(yè)面臨非常大的挑戰(zhàn)。當(dāng)需要攝像頭系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)部件抓取的精確定位時(shí)，許多公司會遇到瓶頸，必須依賴外部服務(wù)供應(yīng)商規(guī)劃自動(dòng)化流程。

輕松邁向自動(dòng)化

為了解決此問題，SCHUNK 推出了 2D 抓取套件，該應(yīng)用套件借助 SCHUNK 在德國開發(fā)的人工智能技術(shù)，可快速、經(jīng)濟(jì)、直接地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。應(yīng)用套件中包括一個(gè)帶鏡頭的攝像機(jī)、一臺工業(yè) PC、SCHUNK AI 軟件和必要的連接線。所有組件相互兼容，同時(shí)通過開放式 TCP/IP 接口，可以與任何機(jī)器人甚至更高級別的控制器（例如 Siemens PLC）組合使用。它能夠?qū)ζ矫嫔想S機(jī)排列的各種工件進(jìn)行搬運(yùn)和分類。最終，我們?yōu)槟切┳詣?dòng)化設(shè)計(jì)復(fù)雜，但對于人工而言又過于單調(diào)枯燥的任務(wù)提供了解決方案。

例如，在企業(yè)的生產(chǎn)加工過程中，加工好的零件通常從設(shè)備中運(yùn)出后會掉入料盒中。然后，由員工手動(dòng)分類，并放在正確位置的托盤中，為后續(xù)的自動(dòng)化處理步驟做準(zhǔn)備。而在此過程中，工件容易被損壞或混淆。當(dāng)機(jī)器人接管時(shí)，員工便可以不再受困于這些任務(wù)。同時(shí)，在后續(xù)的自動(dòng)化流程中，復(fù)雜性和錯(cuò)誤率也有所下降。

SCHUNK 在德國使用 2D 抓取套件生產(chǎn)自己的產(chǎn)品?？蛻粲袡C(jī)會在 CoLab 機(jī)器人應(yīng)用中心驗(yàn)證自己的應(yīng)用，輕松、直觀地了解該系統(tǒng)如何改善生產(chǎn)。

化繁為簡：分揀裝于透明袋子中的工件

如果系統(tǒng)是機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，那么大部分用戶只需不到半天的時(shí)間即可為系統(tǒng)示教（新）工件。軟件通過界面按步驟引導(dǎo)用戶完成操作。

第 1 步 ：拍下組件的照片

攝像機(jī)從上方俯視傳送帶、托盤或臨時(shí)工作臺。AI 軟件會提前根據(jù)圖像進(jìn)行訓(xùn)練，對工件進(jìn)行識別和區(qū)分，計(jì)算并輸出佳抓取位置。攝像機(jī)首先會捕捉工件即將放置的區(qū)域背景。然后，它會拍攝幾張待抓取工件的照片。例如，如果機(jī)器人的任務(wù)是抓取透明包裝中的工件（例如塑料袋中的螺絲和螺母）并為訂單出貨，則操作員只需在不同位置拍攝多組工件的照片。

對于基于攝像頭的自動(dòng)化系統(tǒng)來說，經(jīng)常會忽略由照明帶來的問題。在不同的實(shí)施地點(diǎn)，很難選擇合適的曝光度，需要考慮到眾多不同的參數(shù)（例如尺寸、距離、波長或光束角度）。2D 抓取套件不需要專用的光源，而且得益于人工智能軟件，與傳統(tǒng)的視覺系統(tǒng)相比，它對環(huán)境光的抗干擾性要強(qiáng)得多。配套攝像機(jī)專為應(yīng)對不同的照明條件而設(shè)計(jì)，包括基于太陽位置的日光變化，還能夠適應(yīng)不同的背景。表面顏色和反射的影響也很小。即使背景非常亮，該系統(tǒng)也能夠可靠地檢測金屬部件。

第 2 步：定義對象和抓取點(diǎn)

在下一步中，操作員只需標(biāo)記和命名工件即可。SCHUNK AI 軟件會自動(dòng)從背景中提取物體的輪廓，對其進(jìn)行分離并計(jì)算視角、照明條件和其他參數(shù)的差異。只需 10 到 20 張圖像，軟件便擁有了足夠數(shù)據(jù)來探測物體。

第 3 步：訓(xùn)練 AI 并投入使用

完成前兩個(gè)步驟后，AI 將自主進(jìn)行離線訓(xùn)練?？蛻羰冀K保有對數(shù)據(jù)的全控制權(quán)，因?yàn)閿?shù)據(jù)將全保留在企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。訓(xùn)練過程只需 1-2 小時(shí)。然后 2D 抓取套件即完成全部工件準(zhǔn)備。

AI 輔助的攝像頭可以根據(jù)形狀、大小和顏色等特征來識別袋子中的工件。AI 會調(diào)整和補(bǔ)償可能發(fā)生的變化，例如袋子的反射或變形。然后，圖像處理軟件會與機(jī)器人通信，提供具體信息，如已識別的工件、工件的位置、抓取系統(tǒng)的打開程度，以及哪個(gè)旋轉(zhuǎn)角度可以更好地抓住工件。隨后機(jī)器人引導(dǎo)機(jī)械手移動(dòng)到工件上方，將其拾起，再放置在正確的預(yù)定義位置中。在抓取和移動(dòng)過程中，攝像機(jī)會同時(shí)檢測下一個(gè)物體，計(jì)算其類型和抓取點(diǎn)。這大約需要兩秒鐘，使機(jī)器人能夠在放置完一個(gè)物體后立即抓取第二個(gè)物體。

該系統(tǒng)獨(dú)特的優(yōu)勢在于，它不僅可以檢測物體，還可以針對所使用的機(jī)械手自動(dòng)計(jì)算抓取位置。此外，它會將旋轉(zhuǎn)角度和打開寬度等參數(shù)傳輸?shù)綑C(jī)器人控制系統(tǒng)中。如有需要，用戶可以非常輕松地手動(dòng)存儲多個(gè)抓取點(diǎn)。在此示例中，2D 抓取套件與通用型機(jī)械手 EGK 配套使用。將來，該套件還將與氣動(dòng)和機(jī)電一體化平動(dòng)機(jī)械手以及磁力、真空和吸附式機(jī)械手配套使用。

總結(jié)

2D 抓取套件將幫助眾多企業(yè)輕松開啟自動(dòng)化：

• 得益于其使用簡便的網(wǎng)絡(luò)界面，即使是未經(jīng)培訓(xùn)的人員也可以在半天內(nèi)成功完成示教流程。

• 借助人工智能，即使是復(fù)雜的工件（如形狀不規(guī)則或高反射部件）也可以輕松可靠地完成示教。

• SCHUNK AI 軟件不僅能夠執(zhí)行應(yīng)用，還可確保系統(tǒng)操作的簡易度和后臺運(yùn)行的流暢性。

借助該軟件，許多生產(chǎn)步驟，尤其是生產(chǎn)設(shè)備或物流對接（訂單揀選）中單調(diào)的分揀任務(wù)，最終都能以最小的工作量實(shí)現(xiàn)可靠的自動(dòng)化。

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