【方案分享】工业机器人自动标记木梁的解决方案展示

就体积和质量而言，木材是全球最重要的原材料。这种天然材料也是最古老的建筑材料之一，并且越来越受欢迎：木材比任何其他建筑材料都更加生态、健康并且给人以舒适的感觉。例如，在过去的十年中，木制房屋的市场份额已翻了一番，占德国建造的所有房屋的15％。生产的重点从建筑工地转移到木工车间。自动化在这里起着越来越重要的作用，以尽可能地节省成本和时间，从而适应未来。在最近的一个例子中：位于德国的“ ZentrumfürTelematik eV”为德国Georg Schumann GmbH＆Co. KG公司开发了一种自动标记木梁的工业机器人解决方案。

舒曼通过锯木厂和相关的木材贸易提供全自动细木工服务。木梁有许多变化形式，所有这些以前都用手工标记过。在这种情况下，贴标签涉及对通常针对木匠的、根据客户需求量身定制的木材清单的数字标记。此外，该系统还可以用于例如标记认证（可持续性，原产地）或等级（根据质量，淀粉，干燥程度和预期用途）。为了使标记过程自动化，已开发出一种系统，该系统集成了工业机器人、3D相机和紧凑型墨水打印系统。该解决方案能够自动确定可能的打印区域，选择打印位置以及字体的最佳对齐方式和大小。

处理的结果：系统切割并自动贴标签的木梁堆栈

为了在托盘堆中清晰可见，如果可能，必须在光束的正面进行打印。相机必须识别出木梁的不同形状和位置：例如，每个条在打印区域中具有不同的斜面、钉子或凹陷。此外，由于上游生产系统中的变化或差别，在机器人前面的光束位置永远不会完全相同。这需要图像处理系统，机器人可以使用该图像处理系统快速，可靠且精确地检测每个光束的相应位置和3D表面。

Ensenso N35摄像机用于捕获光束位置和几何形状。木材处于打印位置后，机器人会自动将法兰安装的摄像机放置在摄像机上，以便它可以检测光束的表面。如有必要，相机会由机器人将摄像机定位在木梁周围的多个侧面上，以允许看到木梁不同侧面的不同视图。

由软件根据3D原始数据确定的可能的打印区域（绿色）和确定的打印位置（蓝绿色）

摄像机从不同的倾斜角度以中等距离（〜40-90cm）看到木梁的顶部。它配备了两个单色CMOS传感器（全局快门，1280 x 1024像素），GigE接口，用于触发和闪光的可拧入GPIO连接器以及一个光图案投影仪。N35型中集成的Flex View技术特别适用于对站立的物体进行3D检测，并适用于最大3,000 mm的工作距离。投射到光束上的光图案会在图像中提供额外的纹理。投影仪掩模在光束中的位置可以以非常小的步长线性移动。

因此，场景对象的对象表面上的投影纹理也会移动并创建其他帮助结构。获取同一对象场景具有不同纹理的多个图像对会产生更多的图像点。分辨率提高。除分辨率外，由于移位的图案结构会应用其他信息，因此在困难表面上的数据的鲁棒性也会提高。因此，Ensenso N35可以满足客户的要求：对木材表面进行最精确和低噪声的检测。

ZfT开发的系统可转换获取的原始数据，确定点云在机器人坐标系中的位置，并提取光束上可能适合打印的平面。此数据用于计算给定文本的打印位置以及最佳打印尺寸和对齐方式。然后，机器人将移动到相机系统确定的打印位置，并使用墨水打印机精确地执行实际打印。

ZfT研究助理弗洛里安·劳特（Florian Leutert）解释说：“摄像机在采集体积中的测量精度以及测量速度对于我们选择摄像机至关重要。” “另外还有N35的紧凑性和防尘/防潮功能。” 防护等级对于锯木厂环境中的木材加工起着重要作用。Ensenso N35 3D摄像机坚固，紧凑的铝制外壳非常适合此操作。它符合IP65 / 67防护等级的要求，因此可以防尘，防泼水和防泼墨。

Ensenso SDK用于设置相机参数，并触发测量和读取测量的3D点云。ZfT开发了自己的软件来转换和处理数据。

用倾斜的切口扫描生产系统放置在机器人前面的光束

“在机器人技术中，不仅越来越需要刚性的自动化解决方案，而且还需要能够灵活处理不同工件和环境的自动处理系统”，Florian Leutert评论说。这需要高质量的相机，因为必须以机器人系统要求的精度（即，在亚毫米范围内）进行工作区域的3D采集。对于IDS的Ensenso立体3D模型来说，这不是问题：它们使3D视觉不仅坚固，简单，而且快速，精确。它们为自动3D采集不同零件提供了可靠而有前途的组件，不仅适用于“从同一块布上切割出多种多样的光束”的木工行业。