機器人市場(chǎng)持續升溫，長(cháng)芯盛助力機器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

　　機器人在工業(yè)領(lǐng)域的應用

　　 　　配備視覺(jué)能力的機器和機器人可以實(shí)現更多功能，并且在使用上更靈活多變。憑借始終如一的精度和速度，可以不知疲勞地全天候工作，以絕對的可靠性來(lái)執行單調的任務(wù)——這只有機器人才能做到。機器人性能卓越，實(shí)踐證明在許多工業(yè)領(lǐng)域中，機器人是行之有效、經(jīng)濟實(shí)用的解決方案，因此在世界各地獲得了越來(lái)越頻繁的運用。根據國際機器人聯(lián)合會(huì ) (International Federation of Robotics.簡(jiǎn)稱(chēng)IFR)發(fā)布的《世界機器人報告》，2017年全球共交付了38.1萬(wàn)臺機器人，預計2019年至2021年間，年均增長(cháng)率將高達14%。

　　使用機器人的全球領(lǐng)先者是新加坡：2018年，每10,000名員工就擁有831臺機器人。根據這份統計結果，德國每10,000名員工就擁有38臺機器人，位居全球第三?？梢?jiàn)機器人技術(shù)在高度自動(dòng)化中發(fā)揮著(zhù)重要作用，而高度自動(dòng)化是實(shí)現以經(jīng)濟方式生產(chǎn)各種商品的關(guān)鍵技術(shù)，在高工資的國家/地區尤為如此。

　　圖1：根據國際機器人聯(lián)合會(huì ) (International Federation of Robotics. 簡(jiǎn)稱(chēng)IFR)發(fā)布的《世界機器人報告》, 2017年全球共交付了38.1萬(wàn)臺機器人。

　　圖片來(lái)源：國際機器人聯(lián)合會(huì )(IFR)

　　發(fā)揮視覺(jué)力量，實(shí)現更多功能

　　現代工業(yè)機器人通常采用了一定數量的傳感器技術(shù)，例如，檢測夾取的部件是否到位。但是，傳統傳感器所采集到的數據僅能提供有限的信息。這時(shí)，配備圖像處理系統且能以這種方式收集和評估更多詳細信息的系統就能體現出明顯的優(yōu)勢。將機器人與視覺(jué)系統相結合，就能夠基于經(jīng)過(guò)評估的相機圖像來(lái)形成更好的決策基礎，讓視覺(jué)機器人可以靈活應對不可預見(jiàn)的情況。普通的機器人還可能導致高昂的成本和增加停機時(shí)間，例如，機器人可能會(huì )因為錯誤的移動(dòng)而損壞工件或其他自動(dòng)化設備。在這種情況下，相機系統也有助于提高集成了機器人的工廠(chǎng)的可靠性。

　　除了避免此類(lèi)不良情況外，“具備視覺(jué)能力的機器人”還具有許多其他優(yōu)點(diǎn)：它們可實(shí)現更靈活的流程，因為經(jīng)過(guò)評估的圖像數據可用于精確地控制機器人的移動(dòng)。如果不使用圖像處理技術(shù)，當組件末能完全達到在機器人預定的組件拾取位置，那么就連從定義位置拾取組件的簡(jiǎn)單任務(wù)也會(huì )無(wú)法完成。在許多情況下，這個(gè)問(wèn)題不會(huì )給配備視覺(jué)系統的機器人系統造成困擾：相機可以對定位不正確的組件進(jìn)行拍攝，隨后系統會(huì )評估圖像，計算出組件的位置偏差，并將校正的2D或3D抓取坐標傳輸到機器人控制器。在存在流程限制的情況下，此方法可確保機器人能安全地拾取組件。

　　正確的視覺(jué)系統設置至關(guān)重要

　　在特定應用中，使用哪種圖像處理系統來(lái)與機器人配合最理想，這主要取決于幾個(gè)因素。這里要考慮的基本標準是相機在系統中的位置：例如，相機可以固定安裝在機器人單元上方(“離臂安裝”)，或直接裝到機械臂上(“臂上安裝”)。在第二種安裝方式中，機器人的“視野”非常接近動(dòng)作或夾具，這要求相機的重量要盡可能保持最低，但在加速度和振動(dòng)方面相機需要具備很強的耐受能力，并且設計周全、布線(xiàn)良好，能充分適用于機器人情景。

　　在采用“視覺(jué)”機器人之前，還必須回答一個(gè)基本問(wèn)題，即常規光學(xué)工業(yè)相機或所謂的智能相機(或智慧相機) 是不是更適合該任務(wù)。在智能相機中，采集的圖像可以直接在相機內進(jìn)行分析，而工業(yè)相機需要將圖像傳輸到PC系統進(jìn)行分析。因此，工業(yè)相機通常比智能相機具有更高的圖像處理精度和速度。

　　然而，要在機器人中成功運用視覺(jué)系統，相機并不是唯一決定性因素。特別是在臂上安裝相機的應用中，視覺(jué)系統的布線(xiàn)會(huì )對整個(gè)系統的穩定性產(chǎn)生非常重要影響：由于機器人在不斷地移動(dòng)，應該使用特殊的線(xiàn)材甚至是抗扭轉抗彎折的拖鏈，才能長(cháng)期保證通信功能正常運作。

　　圖2：由于機器人在不斷地移動(dòng)，應該使用特殊的線(xiàn)材甚至是抗扭轉抗彎折的拖鏈。

　　長(cháng)芯盛助力機器人線(xiàn)纜布線(xiàn)

　　基于全新USB3.0傳輸技術(shù)的工業(yè)相機，速度快、信號穩定，多臺相機可以連接到同一臺計算機上，CPU占用率低，即插即用，相對于其他方案的采集卡的成本也較低?；谏鲜鰞?yōu)勢，目前正被廣泛應用于機器視覺(jué)領(lǐng)域，特別是在3D機器人、自動(dòng)光學(xué)檢測AOI、汽車(chē)制造、食品包裝、制藥等行業(yè)，用于替代人眼進(jìn)行圖像抓拍和處理。但受到USB3.0銅線(xiàn)的傳輸距離的限制，USB IF學(xué)會(huì )認證的最大長(cháng)度為3米，在部分長(cháng)距離的應用場(chǎng)景中，無(wú)法使用;而且在一些非固定場(chǎng)景，需要相機來(lái)回進(jìn)行拖鏈式的圖像信息采集，USB3.0銅線(xiàn)在經(jīng)過(guò)多次彎折以后，導致USB3.0差分阻抗變化，眼圖閉合，傳輸失效，需要及時(shí)進(jìn)行更換，否則就會(huì )影響產(chǎn)線(xiàn)流轉。

　　而長(cháng)芯盛采用母公司長(cháng)飛光纖光纜的彎貝光纖，采用防塵防水防油的TPU外被注塑工藝，制作滿(mǎn)足Robotics TUV 第二等級的USB3.1 Gen1高柔機器人線(xiàn)纜，最大長(cháng)度可以達100米，拖鏈彎折 >5000萬(wàn)次，扭轉 >1000萬(wàn)次，90度彎折 >500萬(wàn)次，助力機器人視覺(jué)系統的線(xiàn)纜布線(xiàn)，長(cháng)期保證通信功能正常運作。

圖3：Robotics TUV 第二等級的USB3.1 Gen1高柔機器人線(xiàn)纜IUH61

圖4：Robotics TUV第二等級的USB3.1 Gen1高柔機器人線(xiàn)纜IUH65(帶90度彎頭)

圖5：拖鏈測試 >5000萬(wàn)次

彎曲半徑：8D

彎曲角度：180度

運行頻率：80次/分鐘

圖6：扭轉測試 >1000萬(wàn)次

扭轉角度：+/- 90度

光纜加重：1kgf

扭轉頻率：60次/分鐘

圖7：90度彎折測試 >500萬(wàn)次

彎曲半徑：8D

彎曲角度：-+90度

光纜加重：0.5kgf

彎曲頻率：40次/分鐘