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热点 | 稳定的3D视觉引导快速响应鞋底涂胶应用

2019-07-18

目前在鞋革加工制造行业中,几乎所有的涂胶工序都是由手工来完成的,其原因在于鞋品的样式更改频繁,产线改造困难等因素。而且,鞋底涂胶还具有鞋体温度高、毒性发挥强等问题,现在制鞋工厂的鞋底涂胶工种很难招聘到员工,已成为行业最常见的痛点。

随着制造业对机器人装备的需求及绿色环保和改善劳动者的工作环境要求越来越高,鞋底涂胶自动化并无人化的问题,可以大大降低了制鞋工厂的用工成本与安全隐患。“制鞋刷胶机器人”的研究开发已逐渐兴起,大批研究3D工业相机的企业纷纷涌入这个巨大的市场。该项技术一旦成熟落地,将对我国轻工支柱产业之一的制鞋行业产生巨大的经济效益和社会效益。

(手工涂胶作业现场,来源网络)

看似简单的涂胶工艺,由于其过程涉及到气体、液体等多种介质,而且所用的胶为非牛顿流体,其复杂多变的性能使得涂胶工艺变得复杂。这刺激着生产商研究新的涂胶方法,而且也促进了他们在理论和实践上对技术进行更深的研究。

为了实现高精度,高稳定性的涂胶,项目本身就对机器人控制系统提出了严苛的要求。机器人控制系统是机器人控制的核心部分,机器人性能的优劣,功能的强弱,与控制系统密切相关。加上视觉、力控算法和机器人轨迹规划控制等关键技术结合,整个作业流程仍需反复测试优化,才能达到混线作业上的批量化生产。

为何要用视觉技术来处理

目前较为普遍的鞋底涂胶技术大都采用轨迹示教喷胶的方式,对于喷涂面的示教基本上靠肉眼目测来决定,过程繁琐效率低,精度也难以掌握,且面对不同的款式和尺寸,又需要重新示教编程。这样的自动化升级,从根本上解决不了目前所面对的项目痛点。

如果能通过视觉识别出鞋底涂胶面的三维结构模型,那么在模型上设计喷涂运动轨迹,再利用机械臂控制喷涂工具实现自动喷涂,那么传统的示教就可以被完美替代。

3D视觉如何快速响应五花八门鞋底

3D移动鞋底涂胶,其主要的难点在于3D视觉的运用与开发。由于鞋的加工更换频繁且大小不一,无法使用统一的视觉校准点,而需要视觉算法软件进行精确定位涂胶轨迹线路。由库柏特自研智能3D视觉相机COMATRIX搭配上智能工业机器人操作系统CobotSys算法,完美解决鞋底胶路的定位,搭配上高精度的六轴工业机器人,可精准实现3D鞋底移动涂胶。

库柏特科技CEO李淼博士在接受相关采访时曾表示“鞋底涂胶跟无序抓取一样,问题的边界不好定义,corner cases太多,只应对几种鞋型容易,要是几百种难度就大大升级了。

实际上,这主要涉及到3D视觉对鞋子边缘轮廓的提取问题。鞋的边缘是一条条不断变化的三维曲线,稳定的3D视觉才能在混线生产中实现协同和互换,而不影响最终的性能和效果。

最终,还是回到最原始的那个话题:如何保证3D视觉的稳定性

库柏特科技作为全球首家提出智能工业机器人操作系统的公司,自成立起就专注于工业机器人大脑的研发,核心产品CobotSys具备自动化标定、高适用性、高鲁棒的视觉算法和力控算法,快速适配市面上绝大多数工业机器人驱动和传感器驱动,实现机械臂在实际操作中的稳定控制。立足客户品质服务,解决产业升级难点,快速实现产品开发,提升产品竞争力,真正实现降本增效。

COMATRIX是库柏特科技为智能机器人量身定制的一款3D视觉产品,搭载NVIDIA芯片平台,具有超强的GPU处理能力。采用行业领先的视觉传感器,实现高精度3D和高分辨率2D视觉的完美结合。通过智能算法,解决反光、黑色等物品识别和定位, 完美的适应了各种多样性、复杂的混线生产环境。

目前,库柏特科技的鞋底涂胶项目已在沿海周边多家制鞋厂落地生产线,预计下半年开始批量生产。该项目负责人表示,针对混线生产中的技术难点,主要是多样性、复杂性、稳定性。只要能解决了这三个问题,对于不同鞋子的适应性,调整就会更加方便。

“我们要做的从来不只是一个demo,而是一个真正能落地的工业智能化升级解决方案。”