近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步及工業(yè)水平不斷提高，智慧工業(yè)發(fā)展模式在世界范圍內(nèi)廣受關(guān)注。在智能制造領(lǐng)域，雙臂協(xié)作機(jī)器人比傳統(tǒng)單臂具有更高的靈活性、操作性和負(fù)載能力等，其協(xié)作機(jī)器人更是以其安全、穩(wěn)定，可實(shí)現(xiàn)“人機(jī)協(xié)作”生產(chǎn)的特性，一躍成為“人氣”產(chǎn)品。

       中科深谷CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)助力陜西某高校最新研發(fā)的開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人系統(tǒng)打通協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游。

01  背景

       在汽車行業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)中，螺絲鎖付工藝多以螺絲鎖付機(jī)或人工為主，然而無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)還是非標(biāo)螺絲鎖付機(jī)或工人作業(yè)，都有受限于平面內(nèi)鎖付任務(wù)重、占地面積大、二次布署困難等現(xiàn)實(shí)性問(wèn)題，且投資回報(bào)率低、產(chǎn)品產(chǎn)量不穩(wěn)定?；诖?，中科深谷破除自動(dòng)化改造難題的答案是：開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人系統(tǒng)核心技術(shù)，打通協(xié)作機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上下游，以協(xié)作機(jī)器人構(gòu)建協(xié)作應(yīng)用場(chǎng)景，助力汽車行業(yè)自動(dòng)化升級(jí)改造。

02  痛點(diǎn)

       目前，汽車行業(yè)的裝配工序主要由人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝配效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定；由于工件種類多、工況復(fù)雜等原因，傳統(tǒng)自動(dòng)化難以滿足產(chǎn)線柔性化生產(chǎn)需求。所以，精確抓取和定位裝配顯得尤為重要。而中科深谷CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)在機(jī)器人控制器開(kāi)發(fā)領(lǐng)域擁有豐富的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及成熟產(chǎn)品，并在汽車、重工、家電、家具、軍工、新能源汽車充電、換電等領(lǐng)域算法研究方向積累了多年的豐富經(jīng)驗(yàn)，對(duì)行業(yè)痛點(diǎn)有深入調(diào)研。

03  解決方案

       中科深谷以客戶需求為導(dǎo)向，以技術(shù)研發(fā)能力為基礎(chǔ)，為陜西某高校提供專業(yè)詳細(xì)的定制化解決方案。該方案通過(guò)采用CSPACE實(shí)時(shí)仿真控制系統(tǒng)，針對(duì)于開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人,核心運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)器全自主開(kāi)發(fā)。采用3D視覺(jué)引導(dǎo)機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)精密抓取和定位裝配?；谀Ｐ驮O(shè)計(jì)（MBD）工程開(kāi)發(fā)方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)算法開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，提供豐富的控制案例程序，配套有上位機(jī)監(jiān)控軟件，可實(shí)時(shí)在線修改控制參數(shù)、監(jiān)控機(jī)械臂的參數(shù)，不僅方便教學(xué)，還能為深層次的協(xié)作機(jī)械臂或相關(guān)的機(jī)器人科研提供支撐。

開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

01  具有強(qiáng)大的算法庫(kù)：自主研發(fā)的開(kāi)源智能機(jī)器人控制系統(tǒng)，集合了機(jī)器視覺(jué)、智能力控、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及機(jī)器學(xué)習(xí)等算法，采用ROS控制系統(tǒng)對(duì)視覺(jué)、夾爪、機(jī)械臂、力傳感器進(jìn)行聯(lián)調(diào)控制，系統(tǒng)算法全部開(kāi)源；

02  協(xié)作機(jī)械臂的控制系統(tǒng)全部開(kāi)源，伺服驅(qū)動(dòng)器全自主研發(fā)，提供正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)、笛卡爾空間和關(guān)節(jié)空間的軌跡規(guī)劃、重力補(bǔ)償、零力拖動(dòng)示教、柔順控制（阻抗控制）等運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)算法實(shí)驗(yàn)案例；

03  提供3D視覺(jué)開(kāi)源算法，包括圖像處理基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)，邊緣、線段、輪廓檢測(cè)，支持向量機(jī)SVM、最近鄰分類算法KNN機(jī)器學(xué)習(xí)算法，機(jī)械臂和視覺(jué)系統(tǒng)的手眼標(biāo)定，視覺(jué)抓取，雙臂視覺(jué)標(biāo)定和作業(yè)等實(shí)驗(yàn)；

04  完善的系統(tǒng)開(kāi)放性及定制能力，豐富的軟硬件接口，支持EtherCAT、CAN、Ethernet等多種通訊方式，便于研究人員采用自主的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，也可以用系統(tǒng)自帶的Simulink和ROS進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；

05  提供豐富的應(yīng)用場(chǎng)景：?jiǎn)伪鄄僮鳎p臂協(xié)同，柔順控制，力控裝配，拖動(dòng)示教等；

06  支持多傳感器融合，支持智能語(yǔ)音控制、智能圖像識(shí)別控制、5G遠(yuǎn)程控制等應(yīng)用擴(kuò)展。

       開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人是協(xié)作機(jī)器人經(jīng)典應(yīng)用，是一種被設(shè)計(jì)成能與人類在共同工作空間中進(jìn)行近距離互動(dòng)的機(jī)器人。當(dāng)下協(xié)作機(jī)器人快速發(fā)展正在改變整個(gè)汽車行業(yè)，尤其是螺絲鎖付協(xié)作機(jī)器人近年發(fā)展迅猛。3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人智能化水平較高，憑借效率高、工作精密化等優(yōu)勢(shì)與特性，一定程度上能緩解汽車裝配工人緊缺問(wèn)題。3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)精密裝配與螺絲鎖付過(guò)程的全自動(dòng)化，雙臂協(xié)作機(jī)器人在未來(lái)的汽車裝配行業(yè)應(yīng)用中必將具有更加廣闊的應(yīng)用前景。而中科深谷開(kāi)源3D視覺(jué)精密裝配與螺絲鎖付雙臂機(jī)器人的問(wèn)世，加速了汽車行業(yè)的自動(dòng)化升級(jí)改造。未來(lái)中科深谷將持續(xù)研發(fā)創(chuàng)新，為雙臂協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)研發(fā)提供更加高效、專業(yè)的工具與技術(shù)支撐。