3D视觉在机器人焊接领域的应用、挑战与机会
发布时间：2023-11-03
随着科技的不断进步，机器人在各个行业中的应用越来越广泛。机器人视觉赋予了机器人更丰富的感知与决策能力，已经成为助力机器人在各行业应用和落地的重要推手之一。“机器人+3D视觉”则为新时代下工业生产力的再升级创造了条件，也给机器人焊接行业带来了新的机遇和可能。
传统机器人焊接
在传统模式下，机器人焊接往往需要人工示教点位并编写机器人程序，当工件的装夹位置发生偏移，工件本身的装配误差不能忽略，或者工件类型发生改变时，就需要重新示教编程，这个过程极其复杂、耗时。“编程两小时，焊接五分钟”的状况制约了机器人在该领域的推广使用。此外，由于焊接场景工作环境恶劣，并伴随着粉尘、电磁辐射、弧光、噪声的污染，“90”“00”后的新生代工人越来越少，行业面临严重的劳动力缺乏问题，迫切需要引入机器人来替代人力完成焊接作业。面对当下复杂的矛盾，急需一种简单易用的“免编程，免示教”解决方案来破局，“机器人+3D视觉”方案经过一段时间的落地迭代，已成为“全村希望”。
（图片来源于网络）
3D视觉引导机器人焊接
将3D视觉引入机器人焊接领域，仿佛为机器人装上了“双眼”。高精度3D相机通过单次或者多次拍摄，获得工件的三维点云，再利用智能算法提取出视野内全部的焊缝信息，进而得到准确的焊接点位信息，同时计算出机器人的焊接姿态。该过程以实际工件信息为驱动，因此不受工件加工、组队、装夹误差的影响，还可以识别焊缝间隙的大小，从而辅助工艺的调整。这种应用不仅提高了机器人焊接的精度和效率，还降低了对工件特征和编程的要求，为机器人进军更多焊接场景开创了新的可能。
知象三维视觉方案
知象光电Revopoint是国内最早一批推出机器人焊接3D视觉方案的企业之一，具备行业领先的独特优势。其方案已经在国内外多个行业领域的龙头客户现场实现了批量应用，并广受认可；其次，“硬核可靠”是知象一贯的基因，公司拥有多项“3D视觉+”机器人焊接发明专利，自主研发的3D工业相机经过严苛的防尘、防水、ESD、EMC等专业测试认证以及复杂场景的实战检验。
方案介绍：
Tracer 3D焊接视觉系统由焊接专用3D相机Tracer P系列、焊接视觉软件Tracer Studio和标定软件Tracer Calibration等构成。通用焊接解决方案由Tracer 3D焊接视觉系统搭配焊接机器人构成，具有复杂焊缝特征提取、轨迹寻位、工件找正定位等功能。可应用于钢结构、车厢板、钢筋、人防门、管板件等装配误差大的机器人焊接寻位，帮助用户显著提高生产效率，降低人工成本。
同时，公司针对钢结构行业客户推出了钢结构自动化焊接解决方案，方案通过打通钢结构从设计到自动化焊接生产的数据链，实现了小批量、多品种的钢结构件的全自动焊接。方案使用Tekla模型进行驱动，自动计算焊缝信息；借助先进的三维视觉技术，自动识别、定位焊缝，自动完成机器人的轨迹规划和编程。整个过程无需过多的人工干预，无需进行任何编程，真正实现钢结构生产的智能化和自动化。
行业面临挑战
尽管3D视觉在机器人焊接的多种领域场景中已经成功应用，但仍然面临多方面的挑战。
在技术层面，实际焊接工作中存在大量“小批量多品种”的场景，工件类型也较多，这就对3D识别算法提出了更高的要求；其次，复杂、狭小空间的机器人路径规划问题，也仍然是行业需要突破的难点；焊接环境中复杂的材质变化，如高反、油污表面，也对3D成像算法的适用性提出了挑战。只有业界和学界不断扎实钻研，专注底层技术的创新和优化，加强交流与合作，才能突破以上困境。
在商业落地层面，首先，该行业中存在视觉厂商、机器人厂商、集成厂商、软件厂商等多个角色，行业的分工和模式仍待探索和磨合；其次，工业场景较为多样，机器人焊接如何满足不同行业的个性化需求，也仍是需要探索解决的问题；此外，近年来受多方影响，全球的经济增长疲软，导致机器视觉产品的市场售价压力逐渐增大。面对上述挑战，业内所有上下游企业需要进一步明确自身定位，不断加强分工合作，共同促进行业的良性发展。
未来可期
当前我国3D视觉行业仍处于发展中早期，各项应用正在快速落地。未来几年内将会以蓬勃之势不断发展和布局，市场规模也将不断增大。具体到焊接行业，专业焊接技术工人数量逐年减少，新一代年轻人不愿接力选择工人职业，行业面临传承断层的局面，这将是推动“机器人+3D视觉”方案快速落地的强劲动力。
2016-2027年中国机器视觉市场规模及预测(单位：亿元，%)
（(数据来源：高工机器人产业研究所）
当前，机器人焊接行业机会与挑战并存，知象光电Revopoint将延续一贯的硬科技基因，通过不断的自主创新，以及开放合作的精神、国际化的战略布局，助力3D视觉在机器人焊接领域的推广和应用。
（上述文章内容根据知象光电Revopoint杨涛博士在2023（第二届）焊接机器人技术与应用峰会上的演讲整理。）
上一篇：经典案例丨数模驱动，焊接自动化智慧升级
下一篇：机器焊接的不同寻位方式对比
热门资讯
-
1. 3D工业相机那个品牌好？ 1528
2. 焊接视觉技术国内外研究现状 1057
3. 知象光电3D焊接视觉系统助力智能制造落地提速 853
4. 机器之眼 | 3D相机能让机器人看见什么？ 712
5. 3D相机 | 工业机器人无序抓取，用3D相机就对了！ 644
6. 3D相机检测，到底有多优秀？ 607
7. 新发展 3D机器视觉VS工业自动化 591
8. 机器焊接的不同寻位方式对比 498
9. 3D相机应用盘点之焊接自动化 454
.
-
10. 3D相机成机器视觉标配-焊接自动化大势所趋 438
11. 智能人脸补全算法 389
12. 3D相机应用前景分析 工业4.0时代的标配 381
13. 3D相机是什么？3D相机效果怎么样？ 373
14. 视觉传感器技术分类 372
15. 工博会金秋开启，要逛展先看这里！ 269
16. 中国工博会9月盛大启幕，知象光电期待与您沪上相约！ 267
17. 智能控制与自动化不可或缺的机器视觉装备 254
18. 经典案例丨数模驱动，焊接自动化智慧升级 218
.
-
19. 3D视觉在机器人焊接领域的应用、挑战与机会 207
20. 9月光博会，你不可错过的除了知象光电，还有这些逛展福利！（超详细攻略，按需自取） 180
21. 知象光电 Revopoint 亮相 Vision China 2025，展现高精度视觉技术硬实力！ 13
换一换
最新资讯
-
1. 知象光电 Revopoint 亮相 Vision China 2025，展现高精度视觉技术硬实力！ 13
2. 机器焊接的不同寻位方式对比 498
3. 3D视觉在机器人焊接领域的应用、挑战与机会 207
4. 经典案例丨数模驱动，焊接自动化智慧升级 218
5. 知象光电3D焊接视觉系统助力智能制造落地提速 853
6. 视觉传感器技术分类 372
7. 焊接视觉技术国内外研究现状 1057
8. 工博会金秋开启，要逛展先看这里！ 269
9. 3D相机应用盘点之焊接自动化 454
.
-
10. 3D相机应用前景分析 工业4.0时代的标配 381
11. 9月光博会，你不可错过的除了知象光电，还有这些逛展福利！（超详细攻略，按需自取） 180
12. 中国工博会9月盛大启幕，知象光电期待与您沪上相约！ 267
13. 3D相机检测，到底有多优秀？ 607
14. 3D相机 | 工业机器人无序抓取，用3D相机就对了！ 644
15. 机器之眼 | 3D相机能让机器人看见什么？ 712
16. 3D工业相机那个品牌好？ 1528
17. 3D相机是什么？3D相机效果怎么样？ 373
18. 3D相机成机器视觉标配-焊接自动化大势所趋 438
.
-
19. 智能人脸补全算法 389
20. 智能控制与自动化不可或缺的机器视觉装备 254
21. 新发展 3D机器视觉VS工业自动化 591
换一换
在线咨询
