2、工业机器人视觉系统与力控技术解析

工业机器人视觉系统与力控技术解析

在工业自动化领域，机器人的应用越来越广泛，尤其是在物体的拾取、装配等任务中。为了实现安全、高效的操作，需要综合运用多种技术，如视觉系统、力控技术等。本文将深入探讨这些技术的原理、应用及关键要点。

1. 工业机器人操作面临的挑战

在工业场景中，使用工业机器人进行物体检测、操作和装配面临诸多挑战。传统的纯位置控制策略在执行机器人装配、协作操作、末端执行器与环境交互等任务时已显得不足。例如，在将实心圆柱形物体（如颗粒）插入空心圆柱孔的装配任务中，不仅需要准确检测物体的位姿和孔的位置，还需要避免损坏机器人、物体和周围环境。因此，基于力控制的操作对于更安全的装配任务至关重要。

2. 计算机视觉在机器人操作中的应用

计算机视觉是解决在杂乱环境中使用机器人操作物体的关键技术。它通过相机输入引导机器人和夹具执行任务，实现自主系统操作。具体步骤如下：
1. 物体识别与位姿估计 ：利用计算机视觉技术首先识别感兴趣的物体，然后估计其位姿。然而，当要拾取的物体较小且缺乏视觉特征时，这一过程会变得复杂。
2. 目标定位与插入操作 ：拾取物体后，需要视觉识别目标位置及其位姿，以引导机器人将物体插入指定位置。但由于相机定位和定向精度受多种因素影响，即使准确知道孔的位置，机器人定位误差仍可能导致装配任务无法完成，因此力控制变得必不可少。
3. 多传感器信息融合 ：在多层杂乱配置中，深度信息对于确定物体位姿至关重要。单一相机无法捕捉深度信息，因此需要融合二维相机和激光扫描仪等传感器的信息来获取物体位姿。