動作捕捉系統在裝配機器人(即機械臂)方向中的應用

2020-12-28 NOKOV度量動捕

隨著信息技術的發展,手機、平板電腦等3C產品的需求與日俱增,各加工工廠對勞動力的需求不斷提高,隨之而來的是成本的提升。因此,通過機器人對3C產品進行自動化裝配自然成為了一種趨勢。

電子產品人工組裝畫面

然而,不同與汽車車間依靠編程實現汽車裝配的工業機器人,3C裝配中的機器人無法通過同樣的方式進行編程設計,因為3C裝配線具有高頻率轉換的特性,若是通過編程設計則需要大量的時間和人力,而且3C產品中的大多數零部件均是專為人工手動組裝而設計,需要一種新的機器人變成技術,對成本是一種極大的負擔;另外3C裝配線中的工人基本都是非專業機器人應用人員,為了能讓裝配機器人廣泛應用,需要讓這些工人能夠輕鬆地操作機器人。對於哈爾濱工業大學深圳機電工程與自動化專業的研究團隊,演示編程(PbD)是解決上述問題的最佳方法。

什麼是演示編程?演示編程是由機器人系統從人的操作演示中提取理解有效信息,進而將該信息轉化為機器人的程序和參數,使機器人完成相應操作。由於3C組裝過程的組裝動作具有工作空間相對較小,精度高,運動複雜的特點,此外,3C裝配線上的大多數工人都是非專業操作員,他們對工業機器人知之甚少。因此,在裝配工作中能夠在不影響人工自然組裝運動的前提下獲取工人的手部運動數據是非常重要的。經過調研和評估,該團隊選擇了以高精度為特點的光學動作捕捉系統作為演示編程的第一步——提取人的操作動作的工具。

3D手部動作捕捉平臺

該團隊在一個小空間中搭起了6個動作捕捉鏡頭,通過這些鏡頭獲取人手在組裝過程中的六自由度信息,該信息包括了手部的位置和方向信息。之後,通過獲取的裝配演示動作信息,由編程得出機器人的控制策略,以驅動機器人在新環境下完成相同的裝配任務。

動作捕捉系統捕捉的shoubu標識點

該團隊現已能夠有效地將人手動作傳遞給機器人,並將實驗流程與結果發表於IEEE期刊上,證明通過動作捕捉系統實現機器人裝配是可行的。相信在不久的將來,機器人能夠更好的繼進行3C產品甚至更為精密的設備的組裝,而動作捕捉系統能夠在機器人的研發過程中,起到更大的作用。

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