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工業互聯引入微型傳動系統戰略布局機器視覺賽道

振動傳感器 2020-08-11 235 0

 機器人視覺系統是實現工業自動化、工廠智能化的關鍵零部件之一。他以嵌入式計算機系統為技術載體,利用機器來代替人眼進行各種測量和判斷任務,涉及到計算機、圖像處理、智能識別、人工智能、光機電一體化等多個領域,對提高制造作業的效率和自動化水平,推動中國“智”造發展進程具有重要作用。如何讓工業機械手或機器人“睜開”一雙眼睛,使其具有更好的控制精度和靈活性,是眾多機器人制造廠家努力的方向。

  在工業機器人作業過程中,主要通過視覺感知周圍環境,利用視覺處理器讓機器人能夠采集物體信息,構成數字化的圖像資料,通過計算機系統設備進行數據分析和處理,以此完成機器人與系統間的配合和對事物目標的搬運、跟蹤等有效控制,提升工業生產效率。

  將視覺技術與單個工業機器人結合的技術已經比較成熟,但是滿足不了智能工廠的需求深圳市兆威機電股份有限公司(以下簡稱“兆威”)在微型傳動系統方面,幫助智能工廠的工業機械手或機器人“睜開”一雙眼睛。兆威機器視覺導航系統解決方案用攝像頭升降或旋轉模組來解決這需求,通過精密的計算系統和處理系統,可以模擬生物視覺成像和信息處理方法,從而使機器人更像人類,并且可以靈活地執行操作,識別,比較和處理方案,生成執行指令,然后一次性完成所有操作。視覺導航里面的攝像頭組件比較簡單,齒輪馬達的壽命長、穩定性強,損耗幾乎不用擔心。

  兆威機器人視覺系統在智能工廠中廣泛用于工況監視、成品檢驗和質量控制等領域。諸如上下料使用機器視覺進行定位,并引導機械手臂準確地抓住它。在半導體封裝領域,設備需要根據通過機器視覺獲得的芯片位置信息來調整拾取頭,準確地拾取芯片并進行綁定。這是視覺定位在機器視覺行業領域中最基本的應用。或是檢測生產線上產品的質量,包括尺寸檢測,瓶子外觀缺陷檢測,瓶肩缺陷檢測,瓶口檢測等。還有識別檢測高度集成的可達到0.010.02mm甚至um級的電子電路板等等。

  機器人視覺系統發展至今,早已不是單一的應用產品。機器視覺系統的軟硬件產品早已逐漸演變發展為產品在生產制造的各個階段中的重要組成部分,因此,這也就對系統的集成性提出了更高的要求。隨著電子控制技術的發展,機器人視覺控制技術也不斷的推陳出新。

  傳統意義上實現視覺導航的VSLAM主要通過兩種視覺傳感器來獲取信息,一是深度攝像頭,通過測距實現三維空間感知,也算作一種測距傳感器,屬于主動光源測距傳感器,包括結構光和相位TOF兩種。二是雙目、多目、魚眼導航傳感器,屬于非主動光源傳感器,工作機制類似于人眼,根據三角測距的原理,通過分析兩個傳感器采集到的圖像的差異,計算出距離信息。視覺導航技術的優勢在于成本較低,最基礎的功能僅需要可以采集到清晰環境圖像信息的攝像頭,以及處理信息的計算單元,搭載訓練完成的AI模型,即可實現。較低的物料成本意味著較低的產品價格,更易被消費者接受,用戶數量增加便可以不斷訓練AI模型,形成良性循環。以及雙目導航傳感器等非主動光源測傳感器是通過接受環境光計算距離,理論上可以建圖的區域更大。

  視覺導航技術的弊端也同樣突出,畢竟硬件條件過于薄弱,正是由于僅靠攝像頭來采集信息,主動光源測距傳感器由于功率較低,很容易受到環境光的干擾,而非主動光源測距傳感器在光線條件不好的情況下幾乎無法工作,對光線的要求很高;其次,非主動光源測距傳感器和人眼一樣,距離越大,誤差越大,同時過多的光線數據也讓處理單元難以負荷。兆威用攝像頭升降或旋轉模組來解決這需求,一來解決了成本,另一方面提高了產品的可靠性及壽命,大有可期。

  伴隨著國內工業制造智能化的加速推進,我國工業視覺市場也在迅速擴張。根據Automated Imaging Association(AIA)的統計,近十年全球工業機器視覺市場規模年復合增長率為7.7%。另據智研咨詢與廣證恒生測算,2018年我國工業機器視覺市場規模達到44.4億元,十年年復合增長率達21%。我國工業機器視覺產業雖起步較晚,但已處于快速成長期。

  算法、AI、3D技術、IoT、5G等新興技術發展,多半已被應用在機器視覺領域,且已經有成熟的賦有人工智能技術的視覺產品、3D視覺產品誕生。通過機器視覺的人工智能技術可以進行包裹、商品等的篩選,可以完全替代一部分人工的操作,或人眼去做的原始判斷工作,而且未來有很好的發展前景。機器人視覺系統作為工業機器人最為核心的零部件之一,對機器人的性能起著決定性的影響,其運動控制就相當于自動化的一個分支。伺服單元是服務機器人的重要元器件之一,伺服單元主要是由外殼、電控板 、馬達 、減速器與位置檢測元件所構成,減速器是其中關鍵。隨著機器人視覺傳動系統的應用范圍增大,機器人視覺系統亟需進行產品升級,這也對機器人視覺齒輪電機提出了更高要求。現有機器人視覺齒輪電機普遍存在規格多、批量小、零件的通用性差、成本高,質量與可靠性都不穩定的問題。

  兆威通過發展耐磨材料技術、加工工藝優化技術、潤滑技術、裝配技術、可靠性及壽命檢測技術以及傳動機理的探索,發展適合機器人應用的效率、低重量、長期免維護的系列化減速器(齒輪箱),在結構、空間設計不斷嚴格要求,在提高可靠性的同時,降低總成本,還具有扭矩剛性大、振動小、耐沖擊性強、承載能力大、小體積等特點,更好滿足六自由度機器人的傳動需,大大提了智能機器人感知與識別、機構與傳動、控制與交互等方面的性能。

  隨著工業制造技術的高速發展,各行業生產工廠的自動化智能化程度越來越高,機械臂、協作機器人、移動機器人等各種類型工業機器人也逐漸成為智能工廠的標配。機械臂取代人工完成大部分生產自動化環節,大幅提升了生產效率提升產能,而移動機器人則實現各環節物流的自動對接和流轉,真正實現了無人化生產。可以預見的是,工業機器人行業將面臨加速洗牌,差異化產品的升級之路迫在眉睫。聚焦工業智能化市場,兆威提供高精度、低成本的機器人視覺系統解決方案。

   5G、大數據、人工智能等新一代信息技術發展迅猛,并與工業領域深度融合,加速了傳統工業支撐產業的變革。據埃森哲預測,到2030年,工業互聯網累計拉動全球經濟增長14.2萬億美元。通過工業互聯網把機床、機器人、加工機械等工業設備集成互聯,并有效實施狀態監測、故障預測和優化控制,將產生十分可觀的經濟效益。

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