研究現狀:
無人天車在智能工廠中的作用是很重要的,在工廠車間中日常生產所需物料搬運,離不開起重機,更離不開智能起重機設備,智能制造是制造業發展的重大趨勢,是推進制造業供給側結構性改革的重要體現,是構建新型制造體系的必然選擇,也是促進制造業向中高端邁進,促進企業各個行業蓬勃發展的有力舉措。北京中遠通研發的激光3D掃描是天車的視覺系統,用于板卷、鋼筋、高線盤圓、廢鋼、集裝箱碼頭、煤場、礦場、物流庫、裝配車間等裝卸物料、裝配安裝工件進行立體掃描,實現物料的精準定位。該系統通過伺服電機的旋轉,配合二維掃描設備形成3D掃描成像,并完成物體三維圖像構建。本系統與主控計算機以數字通訊形式連接,給天車提供物料的抓取位置,直接或間接控制天車的運行。
目前該技術在國外已有多家擁有自己的核心產品,如施耐德、ABB、西門子等幾家大公司,但應用場景不多,如鋼卷板卷庫、集裝箱碼頭等為數不多的地點。對上述提到的多個場景由于技術和其他原因少有涉及,本系統針對上述場景都有具體的應用,從底層算法到掃描方式都有不同的策略和解決方案。
創新理念:
該系統通過伺服電機的旋轉,配合二維掃描設備形成3D掃描成像。針對不同的應用場景,本系統中的二維掃描激光器的波長、功率、測量頻率、測量距離、掃描周期都是不同的,另一維的旋轉掃描速度也是不同的。因此獲得的三維點云圖能較真實反應被掃描物體的形狀和空間坐標。
創新描述:
掃描系統由掃描頭、控制處理系統組成,如下圖:
其中掃描頭由激光器、伺服電機、伺服控制器組成,數據通過以太網與控制處理系統連接。控制處理系統收到數據后,形成物體的點云圖,并通過算法根據不同的場景給出物體的三維數據,如重心、邊緣數據、特征點位置等,根據天車和掃描系統的三維相對位置,發出可執行的命令坐標,完成自動化裝卸、安裝、抓取等特定的任務。
其中要解決的重點也是難點:不同不規則物體的剝離、物體的疊加和交互處理。吊運過程為了避障,路徑的選擇。為了提高運行效率,吊運的優化等。
使用時間:
本產品設計完成時間為2015年12月,第一臺應用時間為2016年3月,到2019年10月25日,已有20幾個應用,十幾個不同的場景。
圖片展示:
控制系統和掃描頭現場安裝圖
天車上和廠房頂走橋安裝圖
電廠抓斗智能無人系統
廢鋼吸盤智能無人系統
棒線鋼筋捆智能無人系統
高線盤圓和鋁卷智能無人系統
鑄模車間智能無人系統
鋼卷庫智能無人系統
掃描點云圖