在工业自动化日益普及的今天,机器人已经不仅仅是实验室中的高精尖设备,而是走进了生产线、物流仓储乃至日常生活的“劳动力”。而要让机器人“手到擒来”,准确抓取物体,光幕测量技术正在发挥着不可替代的作用。尤其在无接触、实时、高速识别抓取位置的需求下,测量光幕正成为“机器视觉”的一大得力助手。
所谓测量光幕(又称光幕传感器、二维测距传感器),本质是一排按固定间距排列的红外或激光发射器与接收器。当物体经过时,会遮挡部分光束,通过对被遮挡的光束位置和数量进行判断,就能获得物体的尺寸、位置、甚至形状轮廓。相比传统的机械触发或单点激光传感器,光幕测量具备“非接触”“多点同时测量”“响应速度快”等优势,尤其适合动态物体定位。
在机器人抓取系统中,测量光幕最常用的场景是检测工件在传送带上的位置。当不同大小或姿态的物体随机经过传送带时,机器人如果仅靠程序“盲抓”,不是抓空,就是抓偏,精准率大打折扣。而在传送带上方或侧面布置一组测量光幕后,当物体经过时,光幕可迅速生成物体的二维投影数据,经过计算后立即获得其中心位置、边缘坐标以及姿态角等信息,并实时传送给机器人控制器。
举个简单的例子:一只抓取机器人面对传送带上连续经过的螺丝刀、扳手、齿轮,外形尺寸各异。传统方式需安装多个专用夹具或预设固定位,而光幕系统则像给机器人装上了“雷达”,不管什么物体来,只要进了光幕视野,就能立即测出“它在哪”“它多大”“怎么抓”。这种灵活性大大提升了机器人在混合装配、分拣、包装等任务中的适应能力。
更重要的是,测量光幕系统通常结构简单,成本相对低廉,不需复杂图像处理,不依赖环境光条件,不存在图像畸变等问题,使用寿命也长。它不像工业相机那样“挑环境”,也不像3D扫描那样“贵得离谱”,而是一步到位,实打实地解决问题。
当然,测量光幕也有自己的局限性。例如它只能获取物体的二维轮廓,无法获取高度信息;对于复杂立体形状或透明、反光材质物体,识别精度会下降。但随着多组光幕组合、多角度布设、AI算法辅助的应用,这些问题正在逐步被克服。
