鋼板切割下料是工程機械等領域重要的生產環節。鋼板原材料被切割成眾多工件后，需將工件抓取并分類碼放于托盤內配合下游工藝。由于鋼板工件自重大、種類多、人工分揀強度大、上下游工藝復雜，鋼板切割下料環節存在著迫切的自動化分揀需求。

梅卡曼德3D視覺產品及算法已通過眾多大型項目終端驗證，能夠針對工程機械典型需求提供精準高效、易用性強的3D視覺引導鋼板切割下料解決方案，幫助工程機械企業實現自動化、柔性化生產。

應用難點

01 切割鋼板特性

左：激光切割縫隙（0.2-0.5 mm）、右：等離子切割縫隙（1-2 mm）

· 鋼板切割縫隙在0.2-2 mm之間，且鋼板工件輪廓特征細微。表面存在暗色、油污、銹跡等情況，對3D相機成像的清晰度、對比度要求高。

·?鋼板切割線涉及數萬種鋼板工件，單張鋼板上形狀各異的工件可達上百個，且存在大量的對稱件和相似件。傳統示教法無法實現逐個工件的精準定位、抓取。

·?易出現工件與廢料邊框熔渣粘連、工件未切透、翹邊等情況，影響抓取。

02 來料鋼板情況

來料鋼板

· 智能行車運輸鋼板原材料到分揀工位、抓取過程多次吸附工件都會對鋼板造成位置偏移。機器人無法基于套料圖實現逐個工件的精準抓取。

·?工件與廢料邊框、工件與工件間的縫隙很小。抓取時，容易帶起廢料邊框及周邊工件，需要合理規劃每種工件的磁吸配置。

·?工程機械生產涉及了復雜的工藝流程。為滿足后段不同工藝路線產能需求，需合理規劃碼盤策略。

03 現場挑戰

梅卡曼德典型項目現場

·?鋼板原材料尺寸通常為3×12 m。切割后工件分布在鋼板上，尺寸差異巨大。產線上通常會設有機器人小件、桁架中件/大件分揀工位。需根據現場工況，合理規劃3D相機選型及安裝方式。

·?多機器人協同工作存在相互干涉區域，需具備多機器人協同規劃能力。

·?現場存在直射的陽光、強烈的燈光等復雜環境光干擾，晝夜光線變化大，對于3D相機抗環境光能力及環境適應性要求高。

解決方案

機器人小件分揀工位

桁架中件/大件分揀工位

3D視覺系統：Mech-Eye工業級3D相機、Mech-Vision機器視覺軟件。

3D相機安裝方式：通常為臂載式安裝。

夾具選擇：矩陣式電永磁端拾器。

應用場景：機器人小件分揀工位、桁架中件/大件分揀工位。

工作流程：

矩陣式電永磁端拾器抓取鋼板

·?機器人/桁架完成工件抓取，將工件放置于托盤/輸送線。

·?上報放置完成信號，開始下一個工件的抓取。

方案優勢

異形鋼板工件，點云圖及識別結果圖

·?先進的成像算法，Mech-Eye工業級3D相機可適應不同時段、不同工位的光線變化。晴天陽光直射廠房情況下(> 30000 lx)，能夠對輪廓特征細微（切割縫隙僅為0.2 mm）、表面情況復雜（如：暗色、油污、銹跡、粉塵等）的鋼板工件生成高質量點云數據。

·?Mech-Eye大視野、安裝靈活，支持復雜多樣的安裝環境。多相機協作，可應對3×12 m的鋼板，實現超大范圍下工件的精準識別和定位。

·?單臺機器人/桁架設備上安裝一臺3D相機，配合3D視覺系統對視野內工件進行高精度定位。輕松應對鋼板原材料上料位置偏移。

02 適應性強

智能磁吸配置

·?提前解析鋼板套料圖和工件圖，獲取套料圖上工件尺寸、型號、數量等信息。結合鋼板工位號解析工件位置，規劃工件分揀類型、工序號，優化磁吸配置及碼放策略。

·?先進點云處理技術（位姿補償、點云融合、3D精匹配、位姿調整等）＋深度學習邊緣檢測，高精度識別切割縫隙，增強工件輪廓特征。支持現場數萬種形狀、姿態各異的工件，輕松應對工件位移、變形等情況。

·?調控TCP中心與工件重心重合，避免抓取時帶起廢料邊框及周邊工件，實現精準吸附。

03 高效分揀

智能碼盤策略，最大化利用托盤空間

·?智能規劃碼盤策略，優先抓取同工藝、數量多的工件。不同機器人按照不同工藝、型號錯序抓取。提高托盤滿料速度，最大化利用托盤空間，降低物料緩存壓力。

·?多機器人協同規劃，同時完成眾多鋼板工件的抓取，快速完成復雜的分揀任務。

·?高性能、高融合度軟硬件，無縫集成砂光、噴碼、校平、碼盤等工序，助力工程機械企業高效生產。

應用實例

3D視覺引導鋼板切割下料 | 某大型工程機械廠

項目現場圖

3D相機選型及安裝方式：Mech-Eye LSR L，臂載式安裝。

相機拍照距離：1500 mm

項目優勢：

可穩定識別激光切割后僅為0.2 mm的切割縫隙。

多相機協作，可應對3×12 m的超長鋼板。

智能碼盤策略規劃，可根據下游工藝要求對切割件進行分類碼放。

項目成果：

效率滿足客戶140張／天的鋼板分揀需求，產能提升近3倍。

實現自動化分揀，助推企業實現智能化、柔性化生產。