【梅卡曼德】应用案例分享 | 3D视觉引导超长泵管上料

泵管又称混凝土输送泵管，能够大幅提升混凝土输送效率，是建筑行业重要的工程机械配件。泵管长度长、自重大、质量标准高、生产工序多，生产过程催生了大量自动化需求。

某大型砼泵类机械生产企业在其泵管压装耐磨环环节，引入梅卡曼德AI+3D视觉进行泵管上料。大幅提升产线自动化、柔性化水平，保证客户高质量泵管生产。

项目难点

此工艺环节需将整框来料的泵管放置于固定位置进行耐磨环压装，以此提升泵管的密封性能。

01 

客户痛点

现场工件图

○泵管自重大（10 kg-100 kg不等）、长度长（800 mm-3500 mm不等）。

○人工上料强度大，存在危险性。上料精度有一定要求，人工或机械定位上料方式可能造成耐磨环错位、脱落等情况，影响成品泵管质量。

○客户对于泵管生产质量、生产效率要求高。

02 

视觉挑战

项目现场

○泵管表面存在油污、反光、锈迹等情况，对3D相机成像能力要求高。

○泵管码放在料框中，由行车吊装到位，存在倾斜、错位等情况。料框到位位置存在波动，需3D相机视野完整覆盖超长工件并适应各类复杂来料情况。

○泵管种类达几十种，分为圆管（管两端直径相同）和锥管（管两端直径不同）；泵管长度在800 mm-3500 mm不等，直径在120 mm-200 mm不等，需3D视觉系统兼容各类泵管。

现场来料

○锥管两端直径不同，压装耐磨环的尺寸亦不相同，需3D视觉系统判断锥管方向，避免上料时管件朝向错误。

○厂房采用了顶部天窗和大面积落地窗进行采光，过多光线干扰对3D相机抗环境光能力要求高。

解决方案

项目现场

3D相机选型：Mech-Eye LSR L

3D相机安装方式：单工位2台相机固定安装于龙门支架上。

3D相机工作距离：2200 mm（相机底部到泵管上表面的距离）

通讯方式：3D视觉系统与机器人直接通信，通讯协议为TCP/IP。

工作流程：

○整框工件由行车吊装到位，并发送信号给机器人。

○机器人收到信号后触发3D相机拍照，视觉系统获取泵管种类及位姿信息，并识别锥管朝向。

○3D视觉系统引导机器人抓取泵管中间部位，放置于固定位置。

○重复上述循环直到整框工件抓取完毕。

方案优势及收益

01 

方案优势

超长工件清晰、完整成像

泵管点云图

○自研激光结构光技术，能够适应不同时段、不同角度的光线干扰。在现场＞30000 lx环境光干扰的情况下，对表面反光、油污、锈渍的泵管生成高质量点云数据。

○根据客户现场工位布局和对超长工件上料需求，将2台3D相机固定安装于龙门支架上，相机间距2000 mm。双相机协调，确保相机视野完整覆盖最长为3500 mm的泵管，轻松应对来料位置波动。

○大视野、大景深远距离3D相机+双相机精准标定，实现高精度点云融合，满足客户超长工件上料需求。

智能规划抓取

抓取位姿

○自研高精度3D视觉匹配算法，获取待抓工件的准确位姿，为机器人提供精准抓取信息。

○3D视觉系统可判断锥管方向，完成耐磨环的精准压装。

○智能规划抓取，更好应对现场工件压叠、错位等，避免料堆倒塌、掉件等情况。

○支持现场数十种泵管，后期可根据生产和订单需求实现新增产品的快速导入。

稳定高效，易用性强

○对到位位置不一致的料框进行精确识别定位，动态调整碰撞检测模型，按真实环境搭建场景模型。智能规划机器人无碰撞运动路径，更好应对深框、超长工件抓取，提升运行稳定性。

○自主开发标准通讯接口，支持3D视觉系统与使用TCP/IP等主流通讯协议的各类品牌机器人进行通讯。客户无需进行通讯程序开发，满足不同现场通讯需求。

○梅卡曼德可为客户提供相机安装、手眼标定、视觉通讯调试等3D视觉系统部署服务。并提供操作培训，确保客户现场长期高效稳定运行。

02 

项目收益

○通过3D视觉实现了超长泵管精准上料，大幅降低人工劳动强度。稳定抓取，提升泵管生产质量。

○单工位每天可完成1500根泵管上料，效率满足客户后道工艺、业务等方面需求。

梅卡曼德AI+3D视觉工件上下料解决方案技术成熟、易用性强，在汽车、工程机械等行业应用广泛，能够解决工件上下料场景中存在的工件反光、暗色、结构复杂、乱序堆叠等复杂问题。目前已通过众多大型项目终端验证，帮助众多企业实现了自动化、柔性化生产。