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相對(duì)于傳統(tǒng)的刀具切削，現(xiàn)代激光切割技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于金屬和非金屬材料的加工中，成為機(jī)械加工領(lǐng)域“削鐵如泥”的“寶劍”。在大型工件的激光切割過(guò)程中，在激光切割作業(yè)完成之后，往往需要通過(guò)先進(jìn)的工業(yè)視覺(jué)相機(jī)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行視覺(jué)引導(dǎo)，以便根據(jù)工件位置的變化實(shí)時(shí)調(diào)整其位置，抓取工件并堆疊，從而順利地完成整個(gè)柔性化、高效率的激光切割加工任務(wù)。
視覺(jué)引導(dǎo)的關(guān)鍵
隨著機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展，在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用領(lǐng)域，引入3D工業(yè)相機(jī)來(lái)增強(qiáng)機(jī)械手的感知能力、提高其智能水平，正成為機(jī)械手進(jìn)入更高應(yīng)用水平的標(biāo)志之一。
通過(guò)3D相機(jī)，其獲取信息量大、檢測(cè)范圍大、精度高，可以幫助機(jī)械手進(jìn)行目標(biāo)的識(shí)別，準(zhǔn)確快速地獲取目標(biāo)的位置及姿態(tài)，然后通過(guò)空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換就能求得機(jī)械手手爪相對(duì)于目標(biāo)之間的位姿關(guān)系。最后，根據(jù)機(jī)械手手爪與目標(biāo)間的位姿信息進(jìn)行抓取規(guī)劃，給出工業(yè)機(jī)械手接近目標(biāo)的最優(yōu)路徑、夾持方法和抓取點(diǎn)等控制信息，從而引導(dǎo)工業(yè)機(jī)械手準(zhǔn)確的對(duì)工件目標(biāo)進(jìn)行抓取。
基于3D相機(jī)的視覺(jué)引導(dǎo)，機(jī)械手可以根據(jù)所完成工件目標(biāo)的變化隨時(shí)調(diào)整抓取處理方式，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的柔性化和高效率在制工件處理提供了必要的條件。同時(shí)，還可以對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中由于生產(chǎn)線本身的機(jī)械變化對(duì)產(chǎn)品的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)校、二次定位，提高產(chǎn)品的處理準(zhǔn)確度和精度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
中國(guó)某領(lǐng)先工程機(jī)械制造商生產(chǎn)的激光切割設(shè)備中，機(jī)械手的作用主要是對(duì)大型鋼構(gòu)件進(jìn)行定位，需要找到一套3D工業(yè)相機(jī)系統(tǒng)來(lái)引導(dǎo)機(jī)械手對(duì)鋼構(gòu)件的外形輪廓進(jìn)行快速掃描，從而找到工件中心位置，同時(shí)得出高度信息，并將這些數(shù)據(jù)給到下位機(jī)，引導(dǎo)機(jī)械手完成抓取和堆疊作業(yè)。
這一設(shè)備的視覺(jué)引導(dǎo)部分面臨的挑戰(zhàn)主要在于工件較大，要保證整個(gè)系統(tǒng)的精度，對(duì)系統(tǒng)標(biāo)定要求非常高；另外，對(duì)于相機(jī)的分辨率也有很高的要求。
“眼界”與眾不同
堡盟（Baumer）公司針對(duì)這一應(yīng)用提供的LXG-20M.3D相機(jī)，其突出的優(yōu)勢(shì)在于，針對(duì)大視野工件的3D定位，該客戶可以根據(jù)自身需求隨意進(jìn)行硬件搭配，比如可以根據(jù)檢測(cè)視野的不同隨意搭配不同功率和寬度的激光，可以隨意搭配不同焦距的鏡頭，其靈活度遠(yuǎn)超各類集成式3D產(chǎn)品相機(jī)。
在軟件方面，由于LXG-20M.3D相機(jī)內(nèi)置三角測(cè)量軟件，該客戶可以根據(jù)自身需求開(kāi)發(fā)定制化的應(yīng)用軟件，簡(jiǎn)化了自主開(kāi)發(fā)的難度，節(jié)省了研發(fā)時(shí)間。另外，該軟件是直接在相機(jī)端處理，比PC端再進(jìn)行處理速度更快，大大提高了檢測(cè)效率。
在該客戶看來(lái)，LXG-20M.3D相機(jī)穩(wěn)定性好、信噪比高，成像質(zhì)量好；而且簡(jiǎn)單易用、系統(tǒng)搭建靈活，可以幫助其節(jié)約集成成本�；贚XG-20M.3D相機(jī)，該客戶計(jì)劃進(jìn)行更多的應(yīng)用軟件部分的開(kāi)發(fā)。
隨著全球工業(yè)化的迅速發(fā)展，高效率的生產(chǎn)線，以及小批量多品種的柔性生產(chǎn)模式已然成為制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。因此，提高激光加工設(shè)備的加工質(zhì)量、工作效率、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力以及拓展機(jī)器人視覺(jué)引導(dǎo)的應(yīng)用范圍，無(wú)疑將成為提升產(chǎn)線自動(dòng)化與柔性的關(guān)鍵所在。而堡盟（Baumer）公司的工業(yè)相機(jī)技術(shù)，將使得激光加工設(shè)備及其制造商的“眼界”與眾不同。
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