世界已進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代。機(jī)器人協(xié)助人類制造，強(qiáng)調(diào)使用“人機(jī)協(xié)作”來實(shí)現(xiàn)智能生產(chǎn)。近年來，發(fā)達(dá)國家面臨的人口老齡化問題導(dǎo)致工業(yè)和制造業(yè)的生產(chǎn)成本逐年增加。企業(yè)已部署自動(dòng)化設(shè)備以提高生產(chǎn)效率。在這一智能浪潮中，各行各業(yè)也發(fā)生了巨大的變化。

   機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器視覺在專業(yè)研究領(lǐng)域有所不同。機(jī)器人技術(shù)通常屬于機(jī)械工程和自動(dòng)控制工程領(lǐng)域。機(jī)器視覺屬于信息工程和電氣工程。通過這兩個(gè)主要領(lǐng)域的專家合作，可以使機(jī)器人具有視覺感知能力�？梢钥闯�，機(jī)器人視覺是一種高度集成的工程技術(shù)，它通過機(jī)器視覺檢測環(huán)境中的人和物體，計(jì)算它們在相機(jī)坐標(biāo)系上的位置，轉(zhuǎn)換為機(jī)器人手臂坐標(biāo)系，然后驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。聯(lián)合操作目標(biāo)看似很簡單，但是實(shí)際上，這意味著復(fù)雜的計(jì)算機(jī)操作。

   手眼關(guān)系有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。相對位置決定了手臂與相機(jī)的合作模式。傳統(tǒng)的機(jī)器人手臂編程使用多個(gè)手臂運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的教導(dǎo)，允許手臂在同一點(diǎn)重復(fù)相同的動(dòng)作。因?yàn)檫@些點(diǎn)是固定的，所以需要大量的夾具來固定工件或外圍加工機(jī)械，并且應(yīng)用靈活性差。而且一旦地震或外力改變了手臂與工作區(qū)域中物體之間的相對關(guān)系，就必須重新教授所有要點(diǎn)。如果將手臂與機(jī)器視覺結(jié)合使用，則可以通過視覺識(shí)別和補(bǔ)償功能靈活地校正手臂的位置，并可以有效減少夾具的使用，

   機(jī)械臂和攝像頭（視覺）之間的協(xié)作方式取決于臂與攝像頭之間的空間關(guān)系（也稱為手眼關(guān)系），可以分為“手眼”，“眼對眼”手”和“向上看”。

   親眼意味著將攝像機(jī)懸掛在手臂的末端軸上。拍攝完相機(jī)并完成視覺識(shí)別后，驅(qū)動(dòng)臂來夾緊工件；親眼意味著相機(jī)和手臂分別固定在兩個(gè)位置，并且相機(jī)正在捕獲圖像手臂在識(shí)別過程中可以同時(shí)移動(dòng)，因此有更好的循環(huán)時(shí)間，但是必須使用確保手臂支架和攝像機(jī)保持固定的相對關(guān)系，如果兩者之間的關(guān)系發(fā)生變化，則需要重新校準(zhǔn)；至于眼視手結(jié)構(gòu)，也稱為輔助定位，當(dāng)手臂抓住工件時(shí)，它會(huì)移入攝像機(jī)視場，比較當(dāng)前姿勢和標(biāo)準(zhǔn)姿勢之間的差異，然后執(zhí)行進(jìn)一步的姿勢補(bǔ)償。

機(jī)械臂集成視覺系統(tǒng)需要依靠專業(yè)的系統(tǒng)集成，首先導(dǎo)入自動(dòng)化，精度和生產(chǎn)周期

   在當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展中，機(jī)械臂和機(jī)器視覺的集成并非易事。如果最終客戶沒有一定程度的工程能力，他仍然需要具有專業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)集成商的幫助。對于機(jī)械臂，系統(tǒng)集成商在選擇合適的機(jī)械臂時(shí)必須首先考慮機(jī)械臂的長度和負(fù)載。臂長可以確保有效的工作范圍。關(guān)于負(fù)載，需要計(jì)算末端執(zhí)行器和夾具等工件。是否能滿足手臂工作的額定載荷范圍。

   另一方面，可視化解決方案的集成有多種選擇。對于具有多個(gè)攝像機(jī)要求和高計(jì)算負(fù)擔(dān)的情況，通常使用視覺控制器。硬件本質(zhì)上是一臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)，通常支持兩到四個(gè)工業(yè)相機(jī)，并具有內(nèi)置的圖像識(shí)別軟件，使用戶可以編程他們想要解決的視覺識(shí)別問題。另一種產(chǎn)品是智能相機(jī)，它本身就是帶有CCD / CMOS傳感器的嵌入式計(jì)算平臺(tái)。用戶可以為他們的工作視野選擇合適的鏡頭。該平臺(tái)還包含視覺處理軟件，但其計(jì)算性能不如視覺控制器，它通常用于代碼讀取和定位。此外，一些系統(tǒng)集成商

   除了考慮合適的手臂模型和視覺解決方案外，評估自動(dòng)化案例的可行性時(shí)最重要的指標(biāo)是精度和周期時(shí)間。足夠的精度可以確保每個(gè)過程的正確性，并且可以使用預(yù)期的生產(chǎn)周期來評估是否通過引入自動(dòng)化提高了生產(chǎn)能力并計(jì)算了投資回報(bào)率（ROI）。對于上述精度部分，如果通過視覺對物體進(jìn)行定位，則影響整體精度的因素包括相機(jī)分辨率，定位算法，手眼關(guān)系校正誤差，相機(jī)鏡頭校正誤差，手臂重復(fù)性和絕對精度等，僅依靠經(jīng)驗(yàn)豐富的機(jī)器視覺技術(shù)人員才能有效地進(jìn)行評估。

手臂中內(nèi)置的視覺功能大大降低了集成成本

   近年來，協(xié)作機(jī)器人由于具有較高的安全性，與工人在同一環(huán)境中工作的能力，易于編程以及對用戶的學(xué)習(xí)門檻較低等優(yōu)點(diǎn)，因此比傳統(tǒng)機(jī)器人具有更多優(yōu)勢。帶來了新的浪潮。另外，一些機(jī)械臂制造商甚至將視覺模塊直接集成到機(jī)械臂中，成為標(biāo)準(zhǔn)的銷售產(chǎn)品。用戶只需要使用一個(gè)內(nèi)置軟件即可完成手臂運(yùn)動(dòng)過程的教學(xué)和視覺過程的編輯，從而大大降低了用戶整合手臂和視覺的原始成本，并有效地減少了系統(tǒng)調(diào)整的時(shí)間。

   展望未來，隨著視覺傳感技術(shù)的進(jìn)步和人工智能的飛速發(fā)展，攝像機(jī)獲得的圖像信息可以從2D升級到3D，甚至可以將RGB-D升級，其中包含更豐富的色彩和幾何信息，并且人工智能用于識(shí)別機(jī)器人的改進(jìn)，將能夠更有效地解決姿勢，物體距離和物體形狀的變化。未來的機(jī)器人必將具有感知環(huán)境和了解用戶的更多能力。他們將來會(huì)注意機(jī)器人手臂增加的技術(shù)改進(jìn)。即將到來的流程創(chuàng)新。

建立智能制造生態(tài)系統(tǒng)的智能工具

   公司需要構(gòu)建滿足其自身需求的自動(dòng)化解決方案，但是不可能針對不同的制造過程和應(yīng)用重新設(shè)計(jì)生產(chǎn)設(shè)備。因此，公司必須選擇最佳的機(jī)器人零件，以使公司的自動(dòng)化生產(chǎn)收益最大化。在使用機(jī)器人時(shí)，適當(dāng)?shù)母郊�的使用可使公司簡化從采��，安裝，操作到再開發(fā)的過程，并最終成功縮短了制造壽命。

   手臂末端工具（EOAT）通常安裝在機(jī)器人手臂的末端，以執(zhí)行各種任務(wù)。例如，機(jī)器人抓手可以靈活地處理各種材料；或強(qiáng)大的傳感器會(huì)發(fā)出警報(bào)并及時(shí)糾正機(jī)器人的位置；機(jī)器人工具快速更換裝置可以加快工具的更換速度。機(jī)器人配備了這些高級工具后，就可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂懈袘?yīng)，動(dòng)作和行為功能的智能設(shè)備，可以輕松地用于智能制造中。

   新一代智能機(jī)器人的附件可以滿足智能制造對創(chuàng)新，專業(yè)性和準(zhǔn)確性的要求。這些配件也改變了工業(yè)，制造業(yè)，電子商務(wù)和農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)模式。這些行業(yè)逐漸引入了機(jī)械臂終端工具，內(nèi)置技術(shù)和智能功能，從而大大降低了制造成本和時(shí)間。

加速智能自動(dòng)化的普及

   在實(shí)施定制解決方案時(shí)，使用配備了機(jī)械手臂終端工具的機(jī)器人可以提高工作效率，并允許公司創(chuàng)建新的應(yīng)用程序，因?yàn)闄C(jī)械手臂終端工具可以有效地提高機(jī)器人的效率和靈活性。實(shí)際上，自動(dòng)化過程的效率和機(jī)器人上安裝的抓爪與其他智能工具密切相關(guān)。

   現(xiàn)代抓手和功率傳感器顯示出智能機(jī)器人配件的無限潛力。在協(xié)作應(yīng)用程序中，公司不僅希望機(jī)器可以執(zhí)行高效的自動(dòng)化任務(wù)，還希望它們可以遠(yuǎn)程操作機(jī)器人并在線診斷問題。配備了智能硬件和軟件的智能機(jī)械臂終端工具可以幫助收集和分析數(shù)據(jù)，并提供及時(shí)的反饋以增強(qiáng)機(jī)器人的功能。

   通過機(jī)械手臂終端工具，該機(jī)器可以更輕，更智能，更自治，并且可以有效地執(zhí)行各種人機(jī)協(xié)作應(yīng)用程序，從而使自動(dòng)化操作對企業(yè)而言更容易，更經(jīng)濟(jì)。

   選擇正確的機(jī)器人附件是必要的-使用機(jī)器人的好處取決于機(jī)器人上安裝的工具和附件。機(jī)械臂終端工具允許工具與機(jī)器人之間雙向通信，以提高操作效率和生產(chǎn)率。例如，高精度抓手可以使用內(nèi)置技術(shù)來模仿人類指尖的動(dòng)作，例如拾取和放置易碎物品，以便它們不會(huì)損壞被拾取的物品。

   機(jī)械臂終端工具將人機(jī)交互的可能性推到了更高的水平，因?yàn)楝F(xiàn)代的夾具非常精確，它們甚至可以夾持用于制造計(jì)算機(jī)處理器的晶圓，并且扭矩傳感器可以更精確地定位和檢測物體在哪里。這些帶有內(nèi)置傳感器的抓爪可用于精確的制造過程，并有效完成工作。

現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境需要面向應(yīng)用的解決方案

   對于特殊的生產(chǎn)操作，一些公司采用傳統(tǒng)方法，并根據(jù)不同的業(yè)務(wù)模型創(chuàng)建定制的工具。但是，這種方法不僅增加了公司的成本，而且過程不夠靈活。另一方面，抓手，傳感器或其他應(yīng)用更適用�？梢葬槍Σ煌�的形��，尺寸和材料定制面向解決方案。相反，使用傳統(tǒng)制造方法的公司在商機(jī)方面處于劣勢。

   這些終端工具不僅靈活，而且用途廣泛，適用于各種制造環(huán)境。它們的適應(yīng)性，內(nèi)置的先進(jìn)技術(shù)以及順暢的信息吸收功能可以幫助縮短制造周期并減少停機(jī)時(shí)間。終端設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)為其他硬件解決方案提供了更多選擇，降低了引入機(jī)器人解決方案的成本，同時(shí)降低了采用自動(dòng)化的障礙。總而言之，使用機(jī)械臂終端工具可以為企業(yè)節(jié)省資金。

全自動(dòng)解決方案

  技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了各行各業(yè)的變革。為了降低成本并提高運(yùn)營靈活性，公司必須考慮自動(dòng)化制造。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，在協(xié)作應(yīng)用中起重要作用的機(jī)器人配件需要變得更智能。通過引入智能技術(shù)和工具，公司可以滿足對工業(yè)機(jī)械化不斷增長的需求。