迈向智能制造：机械臂集成视力的现状和未来

机器人和机器视觉在专业研究领域是不同的。机器人通常属于机械工程和自动控制工程领域;虽然机器愿景属于信息工程和电气工程。通过专家在这两个主要领域的合作，可以给出视觉感知的能力。可以看出，机器人视觉是一种高度集成的工程技术，通过机器视觉来检测人物和物体，通过机器视觉来计算它们在相机坐标系上的位置，转换为机器人臂坐标系，然后驱动电动机驱动轴的电动机关节操作目标是一个看似简单的过程，但实际上它意味着复杂的计算机操作。

手眼关系各有利弊。相对位置决定了臂-摄像机的合作模式。传统的机械臂编程使用多个手臂运动点的示教，允许手臂在同一点重复相同的动作。由于点是固定的，需要大量的夹具来固定工件或周边加工机械，应用灵活性差。一旦地震或外力改变了手臂和工作区域内物体之间的相对关系，所有的点都必须重新学习。如果将手臂与机器视觉相结合，通过视觉识别和补偿的能力，可以灵活地校正手臂的位置，有效地减少夹具的使用，提高处理多样化、多姿态工件的灵活性。

机器人手臂和相机（视觉）如何合作取决于手臂和相机之间的空间关系，也称为手眼关系，可以分为“携手”，“眼睛 - 到 -手“和”向上看“。

肘部手段意味着将相机挂在臂的末端轴上。采用相机并完成视觉识别后，驱动臂以夹紧工件;手肘意味着相机和臂分别固定在两个位置，并且相机正在捕获臂可以在识别期间同时移动臂，因此必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间，但必须使用更好的循环时间确保手臂支架和相机保持固定的相对关系，如果两个变化之间的关系，需要重新校准;至于眼睛视角的手工结构，也称为二级定位，当臂夹持工件时，它进入相机视野，比较当前姿势和标准姿势之间的差异，然后执行进一步的姿势补偿。这种模式可以具有更好的定位精度。

机械臂与机器视觉的融合在当前的工业发展中并不是一件容易的事情。如果终端客户没有一定程度的工程能力，他仍然需要有专业知识的系统集成商的帮助。对于臂，系统集成商在选择合适的臂时必须首先考虑臂的长度和负载。臂长可保证有效工作范围。对于载荷，需要对末端执行器和工件如夹持器进行计算。是否能满足臂的额定负载范围工作。

另一方面，存在视觉解决方案集成的各种选项。对于具有多种相机要求和高计算负担的情况，通常使用视觉控制器。硬件本质上是一个工业计算机，通常支持两到四台工业相机，并具有内置的图像识别软件，允许用户对他们想要解决的视觉识别问题进行编程。另一种类型的产品是智能摄像头，本身是具有CCD / CMOS传感器的嵌入式计算平台。用户可以为其工作视野选择合适的镜头。该平台还包含可视化处理软件，但计算性能不如视觉控制器，它通常用于代码读取和定位。此外，一些系统集成商，为了节省成本或增加灵活性，将集成商业或免费的视觉库并开发专用软件。

除了考虑合适的arm模型和视觉解决方案外，评估自动化案例可行性时最重要的指标是精度和周期时间。足够的精度可以保证每道工序的正确性，预期的生产周期可以用来评估自动化的引入是否增加了生产能力，并计算投资回报率（ROI）。对于上述精度部分，如果通过视觉定位物体，影响整体精度的因素包括相机分辨率、定位算法、手眼关系校正误差、相机镜头校正误差、手臂重复性、绝对精度等。，其中需要依靠有经验的机器视觉技术人员才能有效地进行评价。

近年来，由于它们的高安全性，在与工人的同一环境中工作，能够轻松编程和用户的低学习门槛，合作机器人具有更多优势。带来了一个新的波浪。此外，一些机器人臂制造商，甚至将视觉模块直接整合到臂中，成为标准产品出售。用户只需使用单个内置软件来完成ARM移动过程教学和视觉过程编辑，这大大降低了用户的原始成本集成了ARM和视觉，并有效地减少了系统调整的时间。

展望未来，随着视觉传感技术的进步和人工智能的快速发展，摄像机获取的图像信息可以从二维升级到三维，甚至可以从包含更丰富色彩和几何信息的RGB-D，而采用人工智能识别的改进机器人将能够更有效地解决物体姿态、距离和形状的变化。未来的机器人一定会有更多的感知环境和理解用户的能力。他们可以关注未来机器人手臂所带来的技术进步。即将到来的过程创新。

公司需要构建满足自己需求的自动化解决方案，但无法重新设计生产设备，以了解不同的制造工艺和应用。因此，公司必须选择最佳机器人零件，以最大限度地提高本公司自动生产的好处。使用机器人时，使用适当的配件允许公司从采购，安装，重新开发的操作中更加顺畅，并最终成功地缩短制造生命周期。

末端加工（EOAT）通常安装在机械臂的末端以执行各种任务。例如，机器人手爪可以灵活地处理各种材料；或者是能够发出警报并及时修正机器人位置的坚固传感器；机器人刀具快速更换装置可以加快所用刀具的更换速度。当机器人配备了这些先进的工具后，它就可以转变成一个具有感知、行动和行为能力的智能设备，可以很容易地用于智能制造。

新一代智能机器人的配件可以满足智能制造的要求，用于创新，专业性和准确性。这些配件也改变了行业，制造，电子商务和农业的经济模式。这些行业逐渐介绍了机器人臂终端工具，内置技术和智能功能，从而大大降低了制造成本和时间。

如果台湾公司可以以较低的成本促进智能制造，他们将能够将制造业引导到新课程并加快台湾行业的步伐。智能机器人终端工具的应用是促进企业自动化，既实惠又高度可行。

随着自动机器人的应用在世界各地越来越受欢迎，机器人臂终端工具的前景也非常有前景;全球机器人臂终端工具市场将于2020年达到92亿美元，复合年增长率（CAGR）近9％。国际机器人联合会表示，到2021年，全球范围内提供给工厂的机器人数量将达到630,000个单位，年复合增长率将高达14％。

在实施定制解决方案时，使用配备机械臂终端工具的机器人可以提高工作效率，让企业创造新的应用，因为机械臂终端工具可以有效地提高机器人的效率和灵活性。事实上，自动化过程的效率和安装在机器人上的夹持器与其他智能工具密切相关。

现代夹具和电源传感器显示智能机器人配件的无限潜力。在协作应用中，公司不仅希望机器可以执行高效的自动化任务 - 他们也希望他们可以在线远程操作机器人并在线诊断问题。智能机器人臂终端工具配备智能硬件和软件，可以帮助收集和分析数据并提供及时的反馈，以增强机器人的功能。

通过机器人臂终端工具，机器可以更轻，更智能，更自主，可以有效地执行各种人机协作应用，使自动化操作更容易，更经济。

选择正确的机器人配件是必要的——使用机器人的好处取决于安装在机器人上的工具和配件。机器人手臂终端工具允许工具和机器人之间双向通信，以提高操作效率和生产率。例如，高精度的抓手可以利用内置的技术来模仿人类指尖的动作，例如拾取和放置易碎的物品，使其不会对拾取的物品造成损坏。

机械臂终端工具将人机交互的可能性推向了一个更高的水平，因为现代的抓手非常精确，它们甚至可以抓住用于制造计算机处理器的晶片，而扭矩传感器可以更精确地定位和检测物体的位置。这些内置传感器的抓手可以用于精确的制造过程，有效地完成工作。

对于特殊的生产作业，有些公司采用传统的方法，根据不同的商业模式，创造定制的工具。然而，这种方法不仅增加了公司的成本，而且过程不灵活。另一方面，抓手、传感器或其他应用程序更适用。定向解决方案可以定制不同的形状，大小和材料。相比之下，使用传统制造方法的公司在商业机会方面处于相当不利的地位。

这些终端工具不仅是灵活的，而且是多功能的，适用于各种制造环境。它们的适应性，内置先进的技术和平滑的信息同化能力可以帮助缩短制造周期并减少停机时间。终端设备的优点为其他硬件解决方案提供了更多选项，降低了引入机器人解决方案的成本，同时降低采用自动化的障碍。总而言之，使用机器人臂终端工具可以拯救企业的钱。

技术的快速发展推动了各行各业的转变。为了降低成本并提高运营灵活性，公司必须考虑自动化制造。为了实现上述目标，在协作应用中发挥重要作用的机器人配件需要变得更聪明。通过介绍智能技术和工具，公司可以满足对工业机械化需求的越来越大。