鋼板切割下料是工程機械等領域的重要生產環節。鋼板原料切割成許多工件后，需要抓取工件并分類碼放在托盤中，以配合下游工序。鋼板切割下料重量大、種類多、人工分揀強度大、上下游工序復雜，迫切需要自動分揀。
Mecarmand三維視覺產品和算法已經過多個大型工程終端的驗證，能夠滿足工程機械的典型要求。供精準高效易用的3D視覺引導鋼板切割下料解決方案，幫助工程機械企業實現自動化、柔性化生產。
應用難度
01
切割鋼板的特性
左:激光切割間隙(0.2-0.5毫米)
右圖:等離子切割間隙(1-2毫米)
鋼板切割間隙0.2-2 mm，鋼板工件輪廓特征細微。表面有深色、油漬、鐵銹，對3D相機成像的清晰度和對比度要求很高。
鋼板切割線涉及數萬個鋼板工件，單塊鋼板上有上百個形狀各異的工件，存在大量的對稱零件和相似零件。傳統的示教方法無法實現工件逐個的精確定位和抓取。
工件容易粘在廢框的渣上，工件沒有切透，邊緣翹起，影響抓取。
02
來料鋼板情況
來料鋼板
智能行車將鋼板原料運送到分揀站，抓取過程中多次吸附工件，會造成鋼板的位置偏差。機器人無法根據排樣圖準確地逐個抓取工件。
工件與廢框、工件與工件之間的間隙非常小。抓取時容易夾起廢框及周邊工件，需要合理規劃每個工件的磁吸配置。
工程機械生產涉及復雜的工藝流程。為了滿足后期不同工藝路線的產能需求，需要合理規劃編碼策略。
03
現場挑戰
Mecamande的典型項目現場
鋼板的原材料尺寸通常為3×12 m，切割后工件分布在鋼板上，尺寸差異巨大。生產線上通常有機器人小零件和桁架中零件/大零件的分揀站。需要根據現場工況合理規劃3D相機的選型和安裝方式。
多機器人協同工作中存在相互干擾的區域，這就要求多機器人具有協同規劃能力。
現場存在陽光直射、強光照等復雜環境光干擾，光照晝夜變化大，對3D相機的抗環境光能力和環境適應性要求很高。
解決辦法
機器人小零件、桁架中間零件/大零件分揀站
3D視覺系統:Mech-Eye工業3D攝像機和Mech-Vision機器視覺軟件。
3D攝像機的安裝方式:通常是臂架安裝。
夾具選擇:矩陣式電動永磁端拾器。
應用場景:機器人小件分揀站、桁架中件/大件分揀站。
工作流程:
矩陣式電動永磁取端器抓取鋼板。
MES中央控制系統將套料圖信息發送給卷筒紙分揀系統。WEB分揀系統分析排樣圖，將每個機器人的任務單和工件信息發送到相應的3D視覺系統。
三維視覺系統依次讀取和分析每個工件的信息，生成工件模板。
3D視覺系統依次給出機器人/桁架照片點。機器人/桁架接收信號，并使用3D相機直接移動到相應的工件上方進行拍照。3D視覺識別定位工件位置，給出抓取點。
機器人/桁架抓取工件，并將其放置在托盤/傳送線上。
報告放置完成信號并開始抓取下一個工件。
方案優勢
01
精確抓取
不規則鋼板工件
點云圖和識別結果圖
先進的成像算法，Mech-Eye工業3D相機可以適應不同時間段、不同工位的光線變化。在晴天陽光直射的條件下(30000 lx)，對于輪廓特征細微(切割間隙僅為0.2 mm)、表面情況復雜(如顏色較深、有油污、生銹、有灰塵等)的鋼板工件，可以生成高質量的點云數據。
Mech-Eye視野開闊，安裝靈活，支持復雜多樣的安裝環境。多攝像頭協同可以處理3×12 m鋼板，實現超大范圍內工件的精確識別和定位。
單個機器人/桁架裝置配備有3D攝像機，其與3D視覺系統配合，以高精度在視野中定位工件。輕松應對鋼板原料進料位置偏差。
02
適應性強
智能磁吸引配置
預先分析鋼板的套料圖和工件圖，獲取套料圖上的工件尺寸、型號、數量等信息。結合鋼板工位號，分析工件位置，規劃工件分揀類型和工序號，優化磁吸配置和堆垛策略。
先進的點云處理技術(姿態補償、點云融合、3D精確匹配、姿態調整等。)+深度學習邊緣檢測，高精度識別切割間隙，增強工件輪廓特征。現場支撐上萬個不同形狀和姿態的工件，輕松應對工件的位移和變形。
調整TCP中心與工件重心重合，避免抓取時帶起廢框及周圍工件，實現精準吸附。
03
高效分類
智能編碼策略，最大限度地利用托盤空間
智能規劃編碼策略，優先抓取工藝相同、數量較多的工件。不同的機器人根據不同的流程和型號，抓取的順序是錯誤的。提高托盤全速，最大化利用托盤空間，減輕物料緩存壓力。
多機器人協同規劃可以同時抓取多個鋼板工件，快速完成復雜的分揀任務。
高性能、高集成度的軟硬件，無縫集成打磨、噴碼、調平、打碼等流程，助力工程機械企業高效生產。
應用示例
三維視覺引導的鋼板切割下料|某大型工程機械廠
項目現場圖
3D攝像機的選擇和安裝:機械眼LSR L，臂架安裝。
相機拍攝距離:1500毫米
項目優勢:
能穩定識別激光切割后僅0.2 mm的切割間隙。
多攝像頭配合可以處理3×12 m長的鋼板。
智能編碼策略規劃，可根據下游工藝要求對切割零件進行分類編碼。
項目結果:
效率滿足客戶140張/天的鋼板分揀需求，產能提升近3倍。
實現自動分揀，幫助企業實現智能化、柔性化生產。
除了鋼板切割下料，Mecarmand AI+3D視覺還廣泛應用于機械加工、折彎、坡口、組裝焊接等工藝環節，已有500+工程機械落地項目。Mecarmand深耕AI+3D視覺，能夠以強大的產品和完善的交付售后服務，幫助集成商快速落地工程機械相關項目。