将新技术集成到定制的自动化装配系统有时是令人生畏的。这可能需要许多小时的研究、开发和工程来验证概念的有效性。

ATC自动化公司最近为生命科学行业的一个客户完成了一项工程研究。客户提出了将薄圆柱形零件从料仓中分离和定位的任务，作为优化装配过程的第一步。在整个进料过程中防止零件变形或损坏是极其重要的。然而，这将是一个特别的挑战，因为零件的精致。

经过讨论，充分了解客户当前的流程和需求，ATC自动化提出了两种可能的解决方案。

第一个是部分手动的机械驱动过程，将零件通过一系列平行的轨道，迫使它们进入一个单一的路径。这条路径将零件呈现给拾取和放置单元，然后将零件分割并呈现给装配过程的第一步。

第二种选择是将3D视觉阵列与六轴机器人结合使用。3D视觉系统会定位最容易分离的部分，机器人会把它捡起来，放到一个巢里。

尽管2D视觉系统在整个自动化行业中被广泛使用，但3D视觉系统是相对较新的，它们的功能差异很大。鉴于与这样一个复杂的系统相关的许多可能的挑战，客户要求我们深入研究并记录这种可能性。

系统设置

我们选择FANUC Robotics作为我们在这个项目上的合作伙伴，是因为该公司在机器人视觉系统——尤其是3D视觉系统方面的知识和经验。

该过程的第一步是建立视觉系统的可行性。我们使用机器人仿真软件来识别识别和定位零件的最佳方式，以及对该过程进行基本时间研究。

视觉过程需要两个步骤:获取三维区域图和定位单个零件。由于机器人必须为这两个过程清除垃圾箱，视觉过程将在机器人放置之前选择的部件时发生。如果需要更多的时间，机器人将停留在视觉区域之外，等待零件位置被传递。

两个架空摄像机提供了图像，然后视觉软件的“曲面匹配工具”使用图像来定位零件。这个工具在图像中使用从亮到暗的渐变来区分曲面的位置。

在确定可选零件后，分析该零件的重心位置，并确保零件两侧有足够的空间放置机器人的夹持器。零件的重心与它在空间中沿Z轴的位置相对应。这与曲面匹配获得的数据一起，为机械臂提供了一个精确的拾取点。

FANUC建议将箱子的检查区域沿Y轴分成象限以减少循环时间。这大大减少了视觉系统数据采集所需的时间，并且必须达到期望的循环时间。

到目前为止，所有的研究都是通过仿真软件完成的。研发的下一个阶段是将机械臂引入系统。我们需要测试找到位置的准确性，工具的能力，以及工件之间的相互作用。因为这些部分会随着每次拾取而堆叠和移动，视觉系统必须分析每一次拾取之间的部分。

ATC Automation设计并制造了机械手夹具，FANUC Robotics提供了机械手的控制程序。我们最初的概念包括在手臂工具的末端有一个夹持器，但是由于夹持后需要精确的位置，所以被发现太硬了。此外，我们发现，当夹爪的手指激动时，这些部位往往会发生变化。这将导致错过拾取，从而减少了周期时间。

我们的工具的第二次迭代在夹持之前引入了吸力系统，这增加了工艺的顺应性。吸力的增加也使系统能够验证通过真空开关的成功采摘。

在通过真空确认部分存在后，机器人臂将从箱中提取部分，二次夹具将确保其精确地固定到位。然后可以将该部件放置在任何方向上以便于设计组装过程。

第二次想到......

ATC Automation和FANUC共同实现了30%的周期时间节约，并创建了一个可以定位、挑选和放置部件的系统。然而，该系统被认为不够健壮。此外，有人担心精度问题可能会损坏零件。漏选的频率太高，而且周期时间不能被适当地减少以弥补漏选。由于零件的性质，也有可能选择多个零件。这些多余的部件可能会掉到箱子外面，或者在机器人试图放置选中的部件时干扰它。

鉴于这些问题，ATC自动化无法向客户推荐3D视觉系统。最终，客户选择采用更具手动和机械驱动的选择，其中的好处包括可用人力的多功能性和利用率。

作为我们研究的直接结果，客户至少能够考虑这种新技术，并开发出完全符合其需求的流程。

尽管3D视觉并不适合这个应用，但这项技术的潜力仍在不断增长。随着技术的成熟和准确性的提高，其潜在的应用也将变得更加成熟。

在任何项目中，ATC自动化都确保新技术，如3D视觉系统，通过工程研究得到充分考虑和适当应用。这为我们的客户降低了流程风险，并为每个应用程序提供了最佳的整体解决方案。

有关自动化装配系统、3D视觉或机器人的更多信息，请拨打ATC自动化电话931-528-5417或访问www.automationtool.com．