复合机器人的视觉既可以用于识别,也可以用于定位,取决于作业需要什么信息。确认眼前是不是要加工的零件,是识别任务;确定零件在哪里、朝向如何,以便机械臂取放,是定位任务。一套视觉系统可能同时完成两者,但“认出了工件”并不自动说明它已经给出了可用的抓取位置。
实际交流中,有些供应商会把查找位置、判断类别乃至质量检测统称为“视觉识别”。因此,评估方案时比名称更有用的问题是:系统最后输出的是型号、合格与否,还是带参考坐标的位置和方向?这些结果分别交给谁使用?
先看视觉输出了什么
以复合机器人到料架取件为例,同一张图像可以被用于不同目的。下面按任务区分输出,并不是要求每套系统都配置所有功能。
| 要回答的问题 | 可能的输出 | 对后续动作的作用 |
| 是不是本次需要的物料,有没有放反或漏件 | 物料编号、类别、正反状态、有无结果 | 决定是否允许取件、采用哪个已验证的作业程序 |
| 工件在哪里,朝向如何 | 位置坐标和方向;所需维度取决于任务 | 修正机械臂接近和抓取的位置、姿态 |
| 工件是否满足指定质量要求 | 尺寸、缺陷或合格判定 | 决定放行、分流或交人工处理 |
例如,读到料盘条码能帮助确定物料身份,却不一定能告诉机械臂料盘边缘的准确位置;找到一个轮廓的位置,也不一定能证明它是当前订单需要的型号。康耐视的机器视觉用途说明也将识别、引导、测量和检测分开介绍:这些功能可以组合使用,交付的结果却不同。
从“看见目标”到“机械臂能抓”,还需要什么
相机在图像中找到目标,只完成了部分工作。图像中的位置需要通过标定关系转换到机器人使用的坐标中,再与工件上的预定抓取位置、当前工具的几何关系相结合,才能生成机械臂的取放动作。
这里容易混淆的是“目标中心”和“工具应该到达的位置”。抓取板件时,吸盘可能对准指定吸附区域;抓取带凸台的零件时,夹爪可能需要从侧面接近。即使视觉找到的零件中心正确,若把它直接当作所有工具通用的抓取点,动作仍可能不符合工艺要求。工具中心点(TCP)确定工具的作业参考点,控制器中的相应工具配置还描述工具方向;两者都应与实际抓具匹配。
因此,一条完整的信息关系应当说清:识别结果对应哪个工件或程序,定位结果属于哪个参考坐标,机械臂按什么抓取关系执行。某些已知单一零件的取放任务不需要另做型号分类,但仍要获得足以完成动作的位置依据;混料任务则可能同时需要身份判断和位姿信息。
工位定位与工件定位,关注的不是同一个对象
复合机器人能够移动,机械臂与固定工位之间的相对位置会随着停靠发生变化。工位定位要确认的是:这次来到工作台前,工作台相对机器人处在什么位置。工件定位要确认的则是:本次要抓的零件,在工作台或料盘里处在什么位置。
假如料盘固定在工作台上,零件也被工装可靠地约束在已知槽位,那么确定工作台的位置后,可以利用已经建立的固定关系推算相应取放位置。但如果零件会在槽内滑动、转动,或者料盘换了摆放位置,旧的相对关系就不足以描述这一次作业。确认工位没有认错,不能同时证明每个零件都没有移动。
工位标记也有两种不同的信息用途。读取标记内容可以用来区分工位;利用标记的几何特征计算它的位置和方向,则是在建立空间参考。仅仅“读到了标记”,还需要确认系统究竟完成了哪一种处理。
Techman 的手眼视觉技术说明提供了一个具体例子:机器人换位置后,可重新拍摄 Landmark 来更新参考坐标;文档同时说明,标记定位不能直接替代最终对象对准,还需要对象视觉定位。这是该系统的实现方式,说明了工位参考与最终目标定位可以分层处理,并不意味着所有品牌必须使用同一种标记或同样的拍摄次数。
用同一只料盘,理解三种不同的问题
下面是假设情境,用来说明信息缺口,不是客户实测案例。设复合机器人需要从一只料盘中取出指定零件,送往加工工位。
- 料盘整体移了位置,零件与料盘的关系没有变。系统需要更新料盘相对机器人的位置。即使物料编号读对了,沿用上一次的料盘坐标仍可能取错位置。
- 料盘没有动,但其中一个零件转了方向。重新确认料盘位置不足以发现这项变化。系统还需要知道该零件这一次的方向,或者通过已验证的工装关系约束它;否则正确的工位坐标仍会对应错误的抓取姿态。
- 零件放置位置符合要求,但混入了另一型号。定位可以给出准确坐标,身份判断却可能不满足当前任务。若继续调用原来的程序,取放成功也不能证明后续加工对象正确。
这些情境分别改变了料盘位置、工件位姿和工件身份。描述视觉需求时,应先指出现场允许发生哪种变化,再讨论需要哪些信息,而不是用一句“相机能识别”代替全部要求。
官方 CNC 实例中的视觉,具体做了哪件事
艾利特在2025 年公布的手机外壳 CNC 复合机器人方案中,描述了这样的作业:复合机器人将待加工外壳运到机床前,2.5D 视觉检测工件位置并计算抓取位姿,再把结果传给 EC612 协作机器人,由机械臂调整抓取位置并完成取放。
这段实例能说明视觉定位结果怎样参与机械臂动作。它没有同时证明系统能够区分任意混料、检测全部表面缺陷,或无需配置就处理新型号。若项目还要求这些功能,应分别提出识别或检测任务,而不能从“已有视觉抓取”直接推定。
评估时,把识别、定位和取放结果分开看
向方案方提供样件时,应包括实际要处理的型号,以及允许出现的摆放偏差、方向变化、遮挡和表面状态。还应说明哪些错误必须拦截:拿错型号、读不到标记、定位结果超出作业范围,或实际抓取失败,需要的处理并不相同。
演示中可以要求分别展示三类结果。第一类是身份或状态判断,例如系统判定这是哪个型号、该槽有没有件;第二类是位置与方向,并说明参考坐标、有效范围及定位误差的评估方式;第三类是机械臂使用这些结果后,是否完成了要求的取放。识别对错、定位偏差和作业成功与否需要各自记录,不能只用其中一项代表全部能力。
如果现阶段只明确“让复合机器人去料架取件”,可以先补全一句需求:需要确认哪种物料、哪个参考对象会移动、工件允许怎样摆放,以及最终要把它放到哪里。把这些关系说清,才能判断视觉究竟要解决识别、定位,还是两者共同承担的任务。
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