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最近有个客户要做个小件分拣线,视觉加机器臂那种,让我出方案。我之前主要调六轴和SCARA,分拣这块真没系统拆过,翻手册又觉得各家写得太碎。
想问问各位,分拣机器人整体到底由哪几大块组成?机械结构、执行端、视觉、控制这一套怎么串起来的?尤其是视觉和机械配合那部分,标定和通讯这些细节我心里没底。有没有做过类似线的给讲讲大致架构就行,不用太细。
分拣系统说白了就四块:送料部分(振动盘/传送带/料仓)、视觉系统(工业相机+光源+镜头+工控机或视觉控制器)、执行机构(一般SCARA或者小六轴,配合气动夹爪或吸盘)、上位调度(PLC或者IPC跑分拣逻辑)。视觉给坐标,机械去抓,PLC做节拍控制,传送带靠编码器或者视觉触发同步。
机械结构上SCARA用的多,臂展600到800mm够用,重复定位±0.02mm左右的就行,负载2到3kg抓小件没问题。视觉那边2D用的多,相机分辨率1600×1200往上,帧率看产线速度,一般30fps够用,除非你线速超过1m/s才需要全局曝光高速相机。标定这块最烦,手眼标定建议直接买带标定板的套装,9点或12点标完误差能压到0.1mm以内,通讯走TCP/IP或者Profinet看控制器支持啥。
分拣节拍一般SCARA能做到60到80次/分钟,视觉处理时间控制在50ms以内基本不拖后腿,传送带速度别超过0.5m/s,不然视觉拍糊了或者机械追不上。你先把这几个参数定下来,方案框架就有了。
你这客户要分拣啥件?尺寸多大、形状规则不、有没有透明反光件?这几个不搞清楚直接谈结构就是瞎聊。塑料件和金属件光源都不一样,传送带是黑色还是白色背景也影响视觉方案。背景色和工件颜色对比度不够的话,再贵的相机也白搭。
我做物流分拣的,跟你讲的精密小件不太一样。快递包裹那种大件用并联机器人(蜘蛛手)多,臂展大、速度快,一台能顶三条线,结构是电机加减速机加主动从动臂,没六轴那么复杂。视觉用3D线扫的,配合传送带动态称重和体积测量,一秒能过三四个件。你要做的不是这种大件的话当我没说,不过蜘蛛手那套机构值得了解一下,迪卡侪和发那科的M系列都行,价格也就十来万一套。
手眼标定那块多说一句,别迷信软件自动标定,实测下来还是手算的标定矩阵准,旋转平移分开求再组合,误差能控制0.05mm以内,精度要求高的分拣这个不能省。还有通讯延迟问题,视觉给坐标到机械开始动,如果走以太网通断模式延迟能有10到20ms,节拍紧的场合得用EtherCAT或者直接走硬件触发,延迟压到1ms以下。你调试的时候最好拿示波器量一下IO触发和编码器反馈,节拍算得再好看,通讯卡一下全白搭。