机器人与机器视觉软件共舞于HALCON 3D视觉之下
公司 Tekniker 开发了一套自动化解决方案，能够有效地抓取零件并将它们整齐排放。该解决方案中集成了 MVTec HALCON 软件，它利用 3D 视觉技术确保精确的抓取操作，从而实现了流程的自动化，加快了速度，提高了生产效率，并减少了成本。
机器人执行全自动零件抓取是一项极具挑战性的任务。尤其是，当部件被传送给机器人的时候，它们往往杂乱无章，有时甚至重叠，这意味着仍然需要频繁的人工干预。
西班牙公司 Tekniker 发展了一种基于机器视觉的应用程序，该应用程序使用两台工业机器人来实现完全自动化分拣。这一应用程序的一大亮点在于它采用“基于表面的匹配”三维视觉技术，这种技术能够可靠地识别传入部件并进行精确抓取。
Tekniker 的客户之一是西班牙汽车供应商 CIKAUTXO GROUP。Tekniker 为该公司开发了一套由机器视觉控制的系统，以便在没有人类干预的情况下进行部件码垛操作。这些机器人从箱子中提取杂乱摆放的零件，并将它们整齐地放入专为适应各个部件几何形状设计的容器，然后直接进入后续加工工作流程中的其他部分。
"到目前为止，编码工作一直由手动完成。我们的目标是实现这一流程的端到端自动化，从而加速速度、提高生产效率并降低成本。此外，我们员工也需要减轻负担，”CIKAUTXO GROUP 自动化和机械工程部门经理 Kepa Laka 解释道。在实施过程中，一种可能的手段是采用机械电一体系统。但这种方法灵活性不高且噪音较多，因此 Tekniker 采用基于机器视觉解决方案。
这套装置由两台工业机械臂、一台深度相机、一台运行 HALCON 软件以及一个控制单元（PLC）的 PC 组成。在整个过程中，一台机械臂使用磁性多功能夹子从进料箱中提起冲压零品，然后将其放在两个传送带上。一旦达到一定数量，停止提起零品。这一数量通过深度相机提供数据计算得出，并通过 HALCON 中 2D 和 3D 视觉工具进一步确定。
此外，HALCON 还会处理来自三维扫描仪数据，为第二个机械臂提供最佳位置和方向以准确捕捉零品。当第一台机械臂停止从进料箱提起零品后，它也会帮助第二个机械臂完成任务。整个作业时间为每次8秒钟。在这个流程中，每个部位都必须正面朝上插入导杆，而误差不得超过0.5毫米。
这套设备的一个特殊挑战在于，它必须准确识别位于三维空间中的物体位置和方向，以便安全地捕捉或放置物体。“为了满足这一要求，我们开发并集成了 SMARTPICKING 软件。这款软件可以通过分析三维数据对物体进行精确定位。” Teknike 智能与自动系统研究员 Jorge Molina 说，“SMARTPICKING 解决方案核心是在 MVTec HALCON 上建立，这提供先进算法和工具，可以定位混乱无序的物品，再将捕捉点坐标发送给机械手。”
具体操作过程包括经典 3D 图像处理方法首先也是最重要的是 HALCON “基于表面的匹配”功能。这项技术利用深度相机会采集到的 3D 点云数据。然后运用不同的滤波器和预处理算子对数据进一步优化，以改善物体姿态识别能力，无论物质表面如何，都能非常稳定可靠地对其进行定位。
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