堡盟3D相机在钢构件切割视觉引导中的应用

相对于传统的刀具切削，现代激光切割技术现已广泛应用于金属和非金属材料的加工中，成为机械加工领域“削铁如泥”的“宝剑”。在大型工件的激光切割过程中，在激光切割作业完成之后，往往需要通过先进的工业视觉相机对机械手进行视觉引导，以便根据工件位置的变化实时调整其位置，抓取工件并堆叠，从而顺利地完成整个柔性化、高效率的激光切割加工任务。

视觉引导的关键

随着机器视觉技术的发展，在传统工业机械手应用领域，引入3D工业相机来增强机械手的感知能力、提高其智能水平，正成为机械手进入更高应用水平的标志之一。

通过3D相机，其获取信息量大、检测范围大、精度高，可以帮助机械手进行目标的识别，准确快速地获取目标的位置及姿态，然后通过空间坐标系转换就能求得机械手手爪相对于目标之间的位姿关系。最后，根据机械手手爪与目标间的位姿信息进行抓取规划，给出工业机械手接近目标的最优路径、夹持方法和抓取点等控制信息，从而引导工业机械手准确的对工件目标进行抓取。

    基于3D相机的视觉引导，机械手可以根据所完成工件目标的变化随时调整抓取处理方式，为实现产品的柔性化和高效率在制工件处理提供了必要的条件。同时，还可以对生产过程中由于生产线本身的机械变化对产品的误差进行实时的调校、二次定位，提高产品的处理准确度和精度，保证产品的质量。

中国某领先工程机械制造商生产的激光切割设备中，机械手的作用主要是对大型钢构件进行定位，需要找到一套3D工业相机系统来引导机械手对钢构件的外形轮廓进行快速扫描，从而找到工件中心位置，同时得出高度信息，并将这些数据给到下位机，引导机械手完成抓取和堆叠作业。

这一设备的视觉引导部分面临的挑战主要在于工件较大，要保证整个系统的精度，对系统标定要求非常高；另外，对于相机的分辨率也有很高的要求。

“眼界”与众不同

堡盟（Baumer）公司针对这一应用提供的LXG-20M.3D相机，其突出的优势在于，针对大视野工件的3D定位，该客户可以根据自身需求随意进行硬件搭配，比如可以根据检测视野的不同随意搭配不同功率和宽度的激光，可以随意搭配不同焦距的镜头，其灵活度远超各类集成式3D产品相机。

在软件方面，由于LXG-20M.3D相机内置三角测量软件，该客户可以根据自身需求开发定制化的应用软件，简化了自主开发的难度，节省了研发时间。另外，该软件是直接在相机端处理，比PC端再进行处理速度更快，大大提高了检测效率。

在该客户看来，LXG-20M.3D相机稳定性好、信噪比高，成像质量好；而且简单易用、系统搭建灵活，可以帮助其节约集成成本。基于LXG-20M.3D相机，该客户计划进行更多的应用软件部分的开发。

随着全球工业化的迅速发展，高效率的生产线，以及小批量多品种的柔性生产模式已然成为制造业发展的新趋势。因此，提高激光加工设备的加工质量、工作效率、对环境的适应力以及拓展机器人视觉引导的应用范围，无疑将成为提升产线自动化与柔性的关键所在。而堡盟（Baumer）公司的工业相机技术，将使得激光加工设备及其制造商的“眼界”与众不同。