①3D 视觉传感器:这是核心部件,用于获取物体的三维信息。常见的有结构光 3D 相机、双目立体视觉相机等。结构光相机通过投射特定的光图案(如条纹光)到物体表面,然后根据反射光的变形来计算物体的深度信息;双目立体视觉相机则是模仿人眼的原理,通过两个相机从不同角度同时拍摄物体,再利用三角测量原理来计算物体的三维坐标。
②机器人系统:包括工业机器人本体和机器人控制器。机器人本体负责执行装配任务,其控制器用于接收视觉系统传递的信息,并控制机器人的运动轨迹。
③数据处理单元:通常是一台高性能的计算机,用于处理 3D 视觉传感器获取的大量三维数据。包括点云数据的滤波、分割、特征提取等操作。
①数据采集
②数据处理与目标识别
(1)滤波处理
(2)分割操作
(3)特征提取与匹配
③路径规划与运动控制
①高精度装配:在一些精密仪器制造中,如手表零件装配,3D 视觉引导可以实现微米级别的精度。通过精确的目标识别和运动控制,能够确保微小零件的准确装配,提高产品质量。
②灵活性和适应性:对于不同型号、尺寸的零部件,只要在视觉系统的识别范围内,都可以通过调整软件算法来实现装配。例如,在 3C 产品(计算机、通信和消费电子)制造中,同一条生产线可以通过 3D 视觉引导装配多种不同规格的手机零件。
③提高生产效率:减少了人工装配的时间和误差。机器人在 3D 视觉引导下可以快速、准确地完成装配任务,并且可以 24 小时不间断工作。以汽车零部件装配为例,采用 3D 视觉引导的机器人装配线比传统人工装配线效率提高数倍。