今天，帶有拍照功能的智能手機(jī)已經(jīng)成為了廣受大眾歡迎的數(shù)碼裝備，在各種場(chǎng)合中，很多人的第一反應(yīng)不再是摸索笨重的相機(jī)，而是選擇輕便靈巧的手機(jī)來(lái)拍照。只需要“咔嚓”一聲，不但可以將場(chǎng)景瞬間收藏，還能快速在眾多網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上進(jìn)行分享。這樣的體驗(yàn)，實(shí)在是再方便不過(guò)了。
事實(shí)上，我們之所以能夠享受到這樣的便捷，很大程度上要?dú)w功于體積小巧的微型攝像頭。這種裝載在手機(jī)上的器件雖然只有米粒大小，但是其拍攝的圖片質(zhì)量已經(jīng)可以和普通數(shù)碼相機(jī)媲美，那么這些精密的攝像頭是如何生產(chǎn)出來(lái)的？
締造高精度產(chǎn)品
坐落于蘇州的一家工廠，就專門生產(chǎn)這種小巧的微型攝像頭。走進(jìn)這家工廠的生產(chǎn)區(qū)域時(shí)，一定會(huì)由衷嘆服這里的整潔與效率。這里，一批批微型攝像頭在生產(chǎn)線上快速而井然有序地移動(dòng)著，往來(lái)穿梭于一道道工序之間。可以看到，有條不紊的生產(chǎn)節(jié)奏與潔凈無(wú)塵的生產(chǎn)環(huán)境，在這里相得益彰。
值得一提的是，在這個(gè)車間里工作的并不是普通的工人，而是一臺(tái)臺(tái)敏捷、快速的東芝工業(yè)機(jī)器人。在生產(chǎn)線上，這些特殊的“工作人員”用它們靈巧的機(jī)械臂，敏捷而精確地將一枚枚微型攝像頭拾取起來(lái)，并擺放到指定位置。每臺(tái)機(jī)器人從識(shí)別、抓取和移動(dòng)到擺放的一整套連貫動(dòng)作，在很短的時(shí)間內(nèi)一氣呵成，凸顯出一種現(xiàn)代化的節(jié)奏感。
圖1 上海東芝機(jī)械有限公司的技術(shù)經(jīng)理南條先生表示：“東芝工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用很廣，而堡盟所提供的機(jī)器視覺(jué)方面的產(chǎn)品種類規(guī)格也非常齊全，希望今后能夠與堡盟進(jìn)行長(zhǎng)期的合作。”
談到這個(gè)應(yīng)用，上海東芝機(jī)械有限公司的技術(shù)經(jīng)理南條先生介紹說(shuō)：“微型攝像頭是一類非常精細(xì)化的產(chǎn)品，對(duì)這類工件在生產(chǎn)線上的拾取和擺放有很高的要求，既要保證滿足高標(biāo)準(zhǔn)的精度要求，又要確保生產(chǎn)環(huán)境的高度潔凈。基于這些原因，用戶選擇了與東芝工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行合作，以滿足在這一應(yīng)用中需要達(dá)到的要求（圖1）。”南條先生表示，與人工相比，盡管工業(yè)機(jī)器人在效率和準(zhǔn)確性上更勝一籌，但微型攝像頭拾放的嚴(yán)苛要求，對(duì)工業(yè)機(jī)器人而言仍然意味著不小的挑戰(zhàn)。
“首先，在機(jī)器人抓取時(shí)，工件原有的擺放位置并不固定，這就需要工業(yè)機(jī)器人能夠預(yù)先對(duì)擺放的位置進(jìn)行識(shí)別和判斷，再根據(jù)產(chǎn)品在相機(jī)視野內(nèi)的實(shí)際坐標(biāo)值進(jìn)行抓取，這是一個(gè)智能自動(dòng)化的過(guò)程；其次，機(jī)器人拾取到工件之后，需要以非常高的精度要求完成擺放，誤差要限制在很小的范圍之內(nèi)。” 南條先生詳細(xì)指出。對(duì)工業(yè)機(jī)器人而言，完成這樣高難度的“考驗(yàn)”的確不易。
堡盟VeriSens：精準(zhǔn)而迅捷
結(jié)合這樣的要求，他們決定為工業(yè)機(jī)器人賦予一雙視覺(jué)敏銳的“眼睛”，以引導(dǎo)機(jī)器人更加精準(zhǔn)地判別工件的拾取和擺放位置。這種面向工業(yè)機(jī)器人的視覺(jué)引導(dǎo)定位技術(shù)，需要借助于高精度的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)。而經(jīng)過(guò)一系列嚴(yán)格的篩選，東芝工業(yè)機(jī)器人最終選擇了堡盟的VeriSens視覺(jué)系統(tǒng)（圖2）。
圖2 經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選，東芝工業(yè)機(jī)器人選擇在其設(shè)備上安裝堡盟的VeriSens視覺(jué)系統(tǒng)
作為一種小型圖像處理系統(tǒng)，VeriSens視覺(jué)系統(tǒng)集智能性、靈活性與可靠性于一體，在汽車、食品飲料、包裝、電子及醫(yī)藥等領(lǐng)域一向具有豐富的應(yīng)用實(shí)例。在面向裝配、搬運(yùn)行業(yè)時(shí)，VeriSens視覺(jué)系統(tǒng)特有的FEX輪廓圖像處理、FEXLoc目標(biāo)定位和集成頻閃照明等一系列技術(shù)特性，確保了其強(qiáng)大的位置識(shí)別能力。而在這一案例中選用的VS XC100智能相機(jī)，采用了配備C-mount接頭的模塊化光源連接系統(tǒng)，使用戶可以自由選擇鏡頭和配件，尤其適合一些靈活定制的應(yīng)用，同時(shí)該相機(jī)的TCP/IP通信方式確保可以和東芝的工業(yè)機(jī)器人控制器實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
正因?yàn)閾碛羞@樣的性能基礎(chǔ)，堡盟的VS XC100與東芝工業(yè)機(jī)器人THL產(chǎn)品系列的集成可謂珠聯(lián)璧合。在VS XC100高像素視覺(jué)系統(tǒng)的精準(zhǔn)識(shí)別和引導(dǎo)下，東芝工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了極高的工作精度，將誤差范圍縮小到了0.02mm之內(nèi)，完全滿足了用戶提出的要求。
與此同時(shí)，堡盟視覺(jué)系統(tǒng)卓越的數(shù)據(jù)傳輸性能和視覺(jué)軟件則確保了對(duì)高精度圖片的快速傳輸和處理能力，使得在短短1s的周期內(nèi)，視覺(jué)系統(tǒng)就可以配合機(jī)器人完成從識(shí)別、拾取到擺放的一整套工作流程。
對(duì)此，南條先生評(píng)價(jià)道：“由于集成了堡盟視覺(jué)系統(tǒng)，使我們?cè)谶@種高精度、高速度的應(yīng)用中能夠更好地發(fā)揮出自身工業(yè)機(jī)器人的性能優(yōu)勢(shì)，大大改善了用戶的生產(chǎn)效能。同時(shí)，也為我們面對(duì)類似的應(yīng)用起到了一個(gè)很好的參考作用。”
拓展更廣闊市場(chǎng)空間
事實(shí)上，這一項(xiàng)應(yīng)用并非堡盟視覺(jué)系統(tǒng)與東芝工業(yè)機(jī)器人的唯一合作案例。隨著工業(yè)機(jī)器人集成視覺(jué)引導(dǎo)功能的技術(shù)趨勢(shì)在當(dāng)前逐漸興起，兩者的合作機(jī)遇還在不斷涌現(xiàn)，幾乎針對(duì)所有的電子產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)定位抓放和產(chǎn)品缺陷判斷，而堡盟在機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的技術(shù)積累和齊全的產(chǎn)品序列，更是為這樣的合作提供了更多樣化的基礎(chǔ)。
對(duì)此，南條先生表示：“東芝工業(yè)機(jī)器人的行業(yè)應(yīng)用范圍非常廣，對(duì)不同行業(yè)、不同用戶而言，他們的需求有很大差異。而堡盟在機(jī)器視覺(jué)方面提供的產(chǎn)品種類規(guī)格非常齊全，除了智能相機(jī)，還能夠提供完整的基于PC的工業(yè)相機(jī)解決方案，特別適合我們來(lái)匹配各種行業(yè)客戶的定制化需求，同時(shí)在穩(wěn)定可靠、易維護(hù)等方面也讓我們感到更加得心應(yīng)手。今后我們也希望與堡盟進(jìn)行長(zhǎng)期的合作，將二者的優(yōu)勢(shì)配合得更加完美，拓展更廣闊的市場(chǎng)空間。”
