相對于傳統的刀具切削，現代激光切割技術現已廣泛應用于金屬和非金屬材料的加工中，成為機械加工領域“削鐵如泥”的“寶劍”。在大型工件的激光切割過程中，在激光切割作業完成之后，往往需要通過先進的工業視覺相機對機械手進行視覺引導，以便根據工件位置的變化實時調整其位置，抓取工件并堆疊，從而順利地完成整個柔性化、高效率的激光切割加工任務。

視覺引導的關鍵

隨著機器視覺技術的發展，在傳統工業機械手應用領域，引入3D工業相機來增強機械手的感知能力、提高其智能水平，正成為機械手進入更高應用水平的標志之一。

通過3D相機，其獲取信息量大、檢測范圍大、精度高，可以幫助機械手進行目標的識別，準確快速地獲取目標的位置及姿態，然后通過空間坐標系轉換就能求得機械手手爪相對于目標之間的位姿關系。最后，根據機械手手爪與目標間的位姿信息進行抓取規劃，給出工業機械手接近目標的最優路徑、夾持方法和抓取點等控制信息，從而引導工業機械手準確的對工件目標進行抓取。

基于3D相機的視覺引導，機械手可以根據所完成工件目標的變化隨時調整抓取處理方式，為實現產品的柔性化和高效率在制工件處理提供了必要的條件。同時，還可以對生產過程中由于生產線本身的機械變化對產品的誤差進行實時的調校、二次定位，提高產品的處理準確度和精度，保證產品的質量。

中國某領先工程機械制造商生產的激光切割設備中，機械手的作用主要是對大型鋼構件進行定位，需要找到一套3D工業相機系統來引導機械手對鋼構件的外形輪廓進行快速掃描，從而找到工件中心位置，同時得出高度信息，并將這些數據給到下位機，引導機械手完成抓取和堆疊作業。

這一設備的視覺引導部分面臨的挑戰主要在于工件較大，要保證整個系統的精度，對系統標定要求非常高；另外，對于相機的分辨率也有很高的要求。

“眼界”與眾不同

堡盟（Baumer）公司針對這一應用提供的LXG-20M.3D相機，其突出的優勢在于，針對大視野工件的3D定位，該客戶可以根據自身需求隨意進行硬件搭配，比如可以根據檢測視野的不同隨意搭配不同功率和寬度的激光，可以隨意搭配不同焦距的鏡頭，其靈活度遠超各類集成式3D產品相機。

在軟件方面，由于LXG-20M.3D相機內置三角測量軟件，該客戶可以根據自身需求開發定制化的應用軟件，簡化了自主開發的難度，節省了研發時間。另外，該軟件是直接在相機端處理，比PC端再進行處理速度更快，大大提高了檢測效率。

在該客戶看來，LXG-20M.3D相機穩定性好、信噪比高，成像質量好；而且簡單易用、系統搭建靈活，可以幫助其節約集成成本。基于LXG-20M.3D相機，該客戶計劃進行更多的應用軟件部分的開發。

隨著全球工業化的迅速發展，高效率的生產線，以及小批量多品種的柔性生產模式已然成為制造業發展的新趨勢。因此，提高激光加工設備的加工質量、工作效率、對環境的適應力以及拓展機器人視覺引導的應用范圍，無疑將成為提升產線自動化與柔性的關鍵所在。而堡盟（Baumer）公司的工業相機技術，將使得激光加工設備及其制造商的“眼界”與眾不同。