機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)升溫,長(zhǎng)芯盛助力機(jī)器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

來(lái)源:投影時(shí)代 更新日期:2022-04-02 作者:佚名

    機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

    配備視覺(jué)能力的機(jī)器和機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)更多功能,并且在使用上更靈活多變。憑借始終如一的精度和速度,可以不知疲勞地全天候工作,以絕對(duì)的可靠性來(lái)執(zhí)行單調(diào)的任務(wù)——這只有機(jī)器人才能做到。機(jī)器人性能卓越,實(shí)踐證明在許多工業(yè)領(lǐng)域中,機(jī)器人是行之有效、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的解決方案,因此在世界各地獲得了越來(lái)越頻繁的運(yùn)用。根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì) (International Federation of Robotics.簡(jiǎn)稱(chēng)IFR)發(fā)布的《世界機(jī)器人報(bào)告》,2017年全球共交付了38.1萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人,預(yù)計(jì)2019年至2021年間,年均增長(zhǎng)率將高達(dá)14%。

    使用機(jī)器人的全球領(lǐng)先者是新加坡:2018年,每10,000名員工就擁有831臺(tái)機(jī)器人。根據(jù)這份統(tǒng)計(jì)結(jié)果,德國(guó)每10,000名員工就擁有38臺(tái)機(jī)器人,位居全球第三?梢(jiàn)機(jī)器人技術(shù)在高度自動(dòng)化中發(fā)揮著重要作用,而高度自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)以經(jīng)濟(jì)方式生產(chǎn)各種商品的關(guān)鍵技術(shù),在高工資的國(guó)家/地區(qū)尤為如此。

機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)升溫,長(zhǎng)芯盛助力機(jī)器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

    圖1:根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì) (International Federation of Robotics. 簡(jiǎn)稱(chēng)IFR)發(fā)布的《世界機(jī)器人報(bào)告》, 2017年全球共交付了38.1萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人。

    圖片來(lái)源:國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)

    發(fā)揮視覺(jué)力量,實(shí)現(xiàn)更多功能

    現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人通常采用了一定數(shù)量的傳感器技術(shù),例如,檢測(cè)夾取的部件是否到位。但是,傳統(tǒng)傳感器所采集到的數(shù)據(jù)僅能提供有限的信息。這時(shí),配備圖像處理系統(tǒng)且能以這種方式收集和評(píng)估更多詳細(xì)信息的系統(tǒng)就能體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。將機(jī)器人與視覺(jué)系統(tǒng)相結(jié)合,就能夠基于經(jīng)過(guò)評(píng)估的相機(jī)圖像來(lái)形成更好的決策基礎(chǔ),讓視覺(jué)機(jī)器人可以靈活應(yīng)對(duì)不可預(yù)見(jiàn)的情況。普通的機(jī)器人還可能導(dǎo)致高昂的成本和增加停機(jī)時(shí)間,例如,機(jī)器人可能會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的移動(dòng)而損壞工件或其他自動(dòng)化設(shè)備。在這種情況下,相機(jī)系統(tǒng)也有助于提高集成了機(jī)器人的工廠(chǎng)的可靠性。

    除了避免此類(lèi)不良情況外,“具備視覺(jué)能力的機(jī)器人”還具有許多其他優(yōu)點(diǎn):它們可實(shí)現(xiàn)更靈活的流程,因?yàn)榻?jīng)過(guò)評(píng)估的圖像數(shù)據(jù)可用于精確地控制機(jī)器人的移動(dòng)。如果不使用圖像處理技術(shù),當(dāng)組件末能完全達(dá)到在機(jī)器人預(yù)定的組件拾取位置,那么就連從定義位置拾取組件的簡(jiǎn)單任務(wù)也會(huì)無(wú)法完成。在許多情況下,這個(gè)問(wèn)題不會(huì)給配備視覺(jué)系統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)造成困擾:相機(jī)可以對(duì)定位不正確的組件進(jìn)行拍攝,隨后系統(tǒng)會(huì)評(píng)估圖像,計(jì)算出組件的位置偏差,并將校正的2D或3D抓取坐標(biāo)傳輸?shù)綑C(jī)器人控制器。在存在流程限制的情況下,此方法可確保機(jī)器人能安全地拾取組件。

    正確的視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)置至關(guān)重要

    在特定應(yīng)用中,使用哪種圖像處理系統(tǒng)來(lái)與機(jī)器人配合最理想,這主要取決于幾個(gè)因素。這里要考慮的基本標(biāo)準(zhǔn)是相機(jī)在系統(tǒng)中的位置:例如,相機(jī)可以固定安裝在機(jī)器人單元上方(“離臂安裝”),或直接裝到機(jī)械臂上(“臂上安裝”)。在第二種安裝方式中,機(jī)器人的“視野”非常接近動(dòng)作或夾具,這要求相機(jī)的重量要盡可能保持最低,但在加速度和振動(dòng)方面相機(jī)需要具備很強(qiáng)的耐受能力,并且設(shè)計(jì)周全、布線(xiàn)良好,能充分適用于機(jī)器人情景。

    在采用“視覺(jué)”機(jī)器人之前,還必須回答一個(gè)基本問(wèn)題,即常規(guī)光學(xué)工業(yè)相機(jī)或所謂的智能相機(jī)(或智慧相機(jī)) 是不是更適合該任務(wù)。在智能相機(jī)中,采集的圖像可以直接在相機(jī)內(nèi)進(jìn)行分析,而工業(yè)相機(jī)需要將圖像傳輸?shù)絇C系統(tǒng)進(jìn)行分析。因此,工業(yè)相機(jī)通常比智能相機(jī)具有更高的圖像處理精度和速度。

    然而,要在機(jī)器人中成功運(yùn)用視覺(jué)系統(tǒng),相機(jī)并不是唯一決定性因素。特別是在臂上安裝相機(jī)的應(yīng)用中,視覺(jué)系統(tǒng)的布線(xiàn)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生非常重要影響:由于機(jī)器人在不斷地移動(dòng),應(yīng)該使用特殊的線(xiàn)材甚至是抗扭轉(zhuǎn)抗彎折的拖鏈,才能長(zhǎng)期保證通信功能正常運(yùn)作。

機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)升溫,長(zhǎng)芯盛助力機(jī)器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

圖2:由于機(jī)器人在不斷地移動(dòng),應(yīng)該使用特殊的線(xiàn)材甚至是抗扭轉(zhuǎn)抗彎折的拖鏈。

    長(zhǎng)芯盛助力機(jī)器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

    基于全新USB3.0傳輸技術(shù)的工業(yè)相機(jī),速度快、信號(hào)穩(wěn)定,多臺(tái)相機(jī)可以連接到同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,CPU占用率低,即插即用,相對(duì)于其他方案的采集卡的成本也較低;谏鲜鰞(yōu)勢(shì),目前正被廣泛應(yīng)用于機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域,特別是在3D機(jī)器人、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)AOI、汽車(chē)制造、食品包裝、制藥等行業(yè),用于替代人眼進(jìn)行圖像抓拍和處理。但受到USB3.0銅線(xiàn)的傳輸距離的限制,USB IF學(xué)會(huì)認(rèn)證的最大長(zhǎng)度為3米,在部分長(zhǎng)距離的應(yīng)用場(chǎng)景中,無(wú)法使用;而且在一些非固定場(chǎng)景,需要相機(jī)來(lái)回進(jìn)行拖鏈?zhǔn)降膱D像信息采集,USB3.0銅線(xiàn)在經(jīng)過(guò)多次彎折以后,導(dǎo)致USB3.0差分阻抗變化,眼圖閉合,傳輸失效,需要及時(shí)進(jìn)行更換,否則就會(huì)影響產(chǎn)線(xiàn)流轉(zhuǎn)。

    而長(zhǎng)芯盛采用母公司長(zhǎng)飛光纖光纜的彎貝光纖,采用防塵防水防油的TPU外被注塑工藝,制作滿(mǎn)足Robotics TUV 第二等級(jí)的USB3.1 Gen1高柔機(jī)器人線(xiàn)纜,最大長(zhǎng)度可以達(dá)100米,拖鏈彎折 >5000萬(wàn)次,扭轉(zhuǎn) >1000萬(wàn)次,90度彎折 >500萬(wàn)次,助力機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)的線(xiàn)纜布線(xiàn),長(zhǎng)期保證通信功能正常運(yùn)作。

機(jī)器人市場(chǎng)持續(xù)升溫,長(zhǎng)芯盛助力機(jī)器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

    圖3:Robotics TUV 第二等級(jí)的USB3.1 Gen1高柔機(jī)器人線(xiàn)纜IUH61

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    圖4:Robotics TUV第二等級(jí)的USB3.1 Gen1高柔機(jī)器人線(xiàn)纜IUH65(帶90度彎頭)

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圖5:拖鏈測(cè)試 >5000萬(wàn)次

    彎曲半徑:8D

    彎曲角度:180度

    運(yùn)行頻率:80次/分鐘

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圖6:扭轉(zhuǎn)測(cè)試 >1000萬(wàn)次

    扭轉(zhuǎn)角度:+/- 90度

    光纜加重:1kgf

    扭轉(zhuǎn)頻率:60次/分鐘

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圖7:90度彎折測(cè)試 >500萬(wàn)次

    彎曲半徑:8D

    彎曲角度:-+90度

    光纜加重:0.5kgf

    彎曲頻率:40次/分鐘

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