恶劣环境中的高科技系统和料箱内的高精度拾取

作为锻造技术中心，卡芬堡 Krenhof 公司拥有数十年的丰富经验。这家奥地利公司为汽车、航空航天和建筑等行业提供锻造产品。公司采用了能够承受锻造厂极端恶劣条件的先进技术。其中就包括 SICK 公司的激光扫描仪系统和成熟的软件解决方案 Heitec Systemtechnik。它们共同告诉机器人要抓取的确切位置。

铝锻件、底盘部件、医疗技术——这只是“锻造专家”Krenhof（现已是 Pankl Racing 的全资子公司）涉足的一小部分领域。公司总部位于上施蒂里亚州的卡芬堡，每年加工约 3000 吨铝。尽管工作环境非常恶劣，但这项艰巨的工作早已采用了高科技解决方案和自动化技术。

现代化锻造厂的成熟机器人解决方案

大部分待加工的原材料体积大且非常重。不久前完成了现代化改造的一家锻造厂就面临着这样的状况：生产的装置太重，员工根本无法搬运。此时就需要一个巧妙的机器人解决方案。卡芬堡 Krenhof 公司的生产主管 Gernot Reiterer 解释说：“这里涉及到棒料的加工，棒料在上游工序中被圆锯锯开，然后由‘蚂蚁’通过网箱将其运到熔炉的装料港。机器人将棒料从网箱中取出，放到窑炉传送带上。很显然，这里的难点在于机器人必须准确地知道应该从哪里拾取。”运送铝棒的网箱也带有金属板衬里，这样就不会卡住装置，从而提高了流程的稳定性。

适合机器人的传感器解决方案

任何听起来微不足道的工作，一旦放在 Krenhof 的工作环境中，都会变成富有挑战性的任务。Gernot Reiterer 说：“在这里，不管你的手摸到什么东西，都会变黑。这是因为我们在钢模上喷洒了石墨水混合物作为脱模剂。工厂里到处都有水蒸发后残留的石墨粉尘”。此时就需要一个可靠的解决方案，以便机器人能够持续稳定地工作。大量的粉尘让图像采集成为一个难题。因此，Heitec Systemtechnik 公司的专家们选择了 SICK 的 2D LiDAR 激光扫描仪 LMS4000，其可为公司自行开发的评估软件提供信息。

要求：强大的传感器技术

作为现代化改造的一部分，Heitec 将现有的机器人和控制系统扩展为一个全自动的“装料港”。Heitec 自动化团队负责人 Herbert Steininger 说：“除了工作环境之外，还必须考虑到 PSDI 时间和尽可能简单的机器人示教，以便快速可靠地同步拾取位置。”这一点至关重要，因为机器人起初并不知道原材料的位置。此外，铝表面具有很强的反射性。“因此，我们一直在寻找一种经济高效的解决方案，以区别于传统的带摄像头的 Bin-picking 系统。这需要强大的传感器技术，能够为我们的评估软件提供可靠的图像数据。”Steininger 解释说。

扫描范围、扫描频率和分辨率——传感器解决方案令人信服

“LMS4000 在扫描范围、频率和分辨率方面的表现都令人印象深刻。因此，我们对该系统进行了试验和测试，并立即投入使用。”Steininger 解释说。为此，SICK 的激光扫描仪系统被安装在一个电动轴上，当机器人将铝棒送到炉带上时，电动轴引导传感器在料箱上方高速移动。Heitec 软件则利用断面图和移动轴创建部件的三维图像（点云）。自动化专家 Steininger 补充说：“我们的软件可以识别出要抓取的最上层装置，并计算出理想的抓取位置。然后，机器人移动到该位置，用真空抓手拾取棒材，并将其放到炉带上。在将装置放置在炉带上的同时，开始下一次扫描运行。”

自从调试以来运行从未出错

奥地利 SICK 公司视觉专家 Matej Nujic 解释说：“LMS4000 是在恶劣环境中完成此类抓取应用的理想选择。600 赫兹的扫描频率允许每秒约 0.8 米的快速移动。由于并不需要达到小于一毫米的测量准度，因此该系统满足要求。这样就形成了一个可靠耐用且经济高效的解决方案。而如果选择传统摄像机系统，成本可能是激光扫描仪系统的五到十倍。”

但这并不是 Gernot Reiterer 选择 SICK 的唯一理由，作为卡芬堡 Krenhof 公司的生产经理，他还非常看重可靠性——正是因为环境要求苛刻。他对系统的好评言简意赅：“自系统调试以来，从来没有出过任何差错，这件事非常让人高兴。这个解决方案是正确的决定。”

下一步

对于类似铝棒的装置和材料来说，LMS 系统已经足够。不过，Heitec 已经在为下一步的扩展做准备。Herbert Steininger 表示：“我们已经开发出一种具有双扫描仪解决方案的系统。它将使我们在处理更为复杂的装置或面对特别强烈的阴影或反射时也能获得较好的结果。”该系统清晰表明一台出色的激光扫描仪系统与先进的应用软件所带来的广泛可能性——摄像头绝不是唯一的方案。

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