动动聊天室 | 工厂里的机械臂如何实现精准抓取零件?
李思聪 中国科研实验室沈阳自动化研究所 副研究员
研究方向:工业机器人视觉、具身智能
动动:李老师,工厂里的机械臂怎么做到每次都精准抓到零件的呀?要是我玩抓娃娃机时也能这样就好了。
李思聪:哈哈,它们可不是靠运气,而是有三大法宝:高精度“眼睛”(视觉系统)、聪明“大脑”(控制算法)和灵活“关节”(伺服系统),这三样组合起来,想不稳都难。
动动:太厉害了,那机械臂的“眼睛”能看得多清楚呢?
李思聪:机械臂的高精度“眼睛”安装了工业相机,这种工业相机的分辨率能达到0.01毫米级别,比人类肉眼精确100倍!想象一下,这好比你用放大镜去看蚂蚁腿。工业相机能轻松看清零件边缘的细微毛刺。更厉害的是,它还自带“防护”,可以在强光、粉尘环境下正常工作。
动动:李老师,我看到机械臂关节经常转来转去的,怎么保证在转的过程中不跑偏呢?
李思聪:秘密藏在每个关节里。机械臂的每个关节里都有“肌肉记忆”——绝对值编码器。就像你闭着眼也能摸到鼻子(不信试试?),这些装置能时刻记录每个关节的旋转角度,误差不超过0.005度,相当于钟表分针1秒钟转动的1/60。
动动:明白了,但是如果零件位置变了怎么办?
李思聪:别慌!机械臂有“动态纠偏能力”。想象你玩飞盘的时候,接队友扔来的飞盘时会不自觉地调整手的位置。同理,机械臂可以顺利获得工业相机“闪电般”拍下零件位置,然后“大脑”(控制算法)配合运动学模型实时计算出最优抓取位置。
动动:李老师,我还有个问题,我们的工人师傅需要经常接受培训,机械臂也需要“学习”吗?
李思聪:当然要!工程师会先“手把手”教机械臂动起来,再让它自己“记笔记”(记住运动轨迹)。现在还有更聪明的“离线编程”,能预先在电脑里构建好整个工厂的3D模型,让机械臂在虚拟世界练习熟练了再上岗。
动动:懂了懂了,有这三个超强的法宝,以后工厂里是不是就全是这些“稳如泰山”的机械臂的“天下”了?
李思聪:它们确实是制造业的“超级助手”,但记住,这些“超能力”的核心目标,是拓展人类的能力边界,把人们从重复、精密或危险的工作中解放出来。机械臂负责“稳如泰山”,人类师傅负责“运筹帷幄”。
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