三菱电机开发新用途视觉传感器和物体识别技术

    三菱电机2008年2月14日发表了高速、高精度测量零件位置及倾斜度的小型三维视觉传感器和三维物体识别技术。该产品是面向小型垂直多关节机器人等该公司制造的单元生产用机器人而开发的。重量约800g，可安装在搬运重量为3kg左右的机器人上。 

　　一般来说，单元生产与生产线生产不同，零件托盘具有小型、低价格等优点，不过也存在不能使用送料器，零件供给无法实现自动化的课题。要想解决该问题，就需要三维识别装置，通过识别零件的位置及倾斜状况，将识别信息传达给机器人，以便能够从容易抓取部件的地方开始按顺序抓取零件。但是，原来的三维识别装置精度越高尺寸就越大，所以很难应用于单元生产。为此该公司开发出了可安装在适于单元生产的小型产业机器人上的三维视觉传感器，以及可高速识别各种零件的物体识别技术。 

　　新开发的视觉传感器由照射三维测量用图形的激光投射部分以及对图形进行拍摄的相机部分组成。通过传感器同时获取和组合二维图像信息和三维距离信息来高速、高精度地识别零件的位置和状态。距离30cm进行识别时的平均距离误差为±0.6mm，处理时间为0.15秒。即使是螺钉状的小零件，也可在短时间内从散乱堆积的零部件中从最容易拿取的零件开始拿取。 

　　使如此高精度的识别成为可能的技术之一是在相机周围配置了8个LED光源。通过分析依次点亮这些LED时拍摄的图像，可准确捕捉到零部件的轮郭。原来，电镀零件及有光泽的金属零件其周围的状况发生变化是，很难识别出形状，但通过从8个方向照射光线后形成阴影，便可轻松地检测出实际落差。具体步骤如下。 

　　首先，在激光器照射测量图形时用相机同步拍摄，获得二维浓淡图像。同时以三维方式计算距离。二维图像会把在堆积的零件中曝光较多、机器人容易抓取的水平放置的零件显示成浓色调。三维信息则会把距离越近的零件显示成明亮的色调。在此基础上，将转换成机器人坐标的位置及状态信息传输给机器人后，机器开始挑选作业。先将零件拿到托盘外部暂时放置，然后通过确认零件朝向、再次挑选进行组装。 

　　在实际的单元生产现场，可以协同使用将多个零件从各个托盘内取出的机器人以及对取出的零件进行安装的机器人。 

　　原来的三维视觉传感器在镜头更换及对焦方面需要高端技术，生产现场很难操作。因此，该公司还新开发了测量算法。这样一来，不仅能够简单地进行高精度的距离测定，而且还使现场的调整作业变得更为轻松，能够缩短调整及工件更换的时间。