20多duo年nian來lai，機ji器qi視shi覺jiao的de開kai創chuang者zhe們men一yi直zhi在zai預yu測ce什shen麼me時shi候hou能neng夠gou出chu現xian可ke以yi從cong零ling件jian箱xiang中zhong任ren意yi揀jian選xuan零ling件jian的de機ji械xie手shou。也ye就jiu是shi說shuo利li用yong機ji器qi視shi覺jiao導dao向xiang的de機ji械xie手shou，確que定ding零ling件jian在zai一yi個ge零ling件jian箱xiang內nei或huo容rong器qi內nei的de位wei置zhi，然ran後hou從cong一yi大da堆dui胡hu亂luan堆dui放fang的de零ling件jian中zhong抓zhua取qu某mou個ge零ling件jian。 
   早期開發這一技術的人們認為，由於隨機“零件揀選”係(xi)統(tong)具(ju)有(you)高(gao)度(du)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)，因(yin)此(ci)會(hui)給(gei)製(zhi)造(zao)廠(chang)節(jie)約(yue)很(hen)大(da)的(de)費(fei)用(yong)
，工(gong)人(ren)再(zai)也(ye)不(bu)需(xu)要(yao)裝(zhuang)卸(xie)來(lai)自(zi)供(gong)貨(huo)商(shang)的(de)零(ling)件(jian)箱(xiang)。在(zai)加(jia)工(gong)生(sheng)產(chan)線(xian)上(shang)，昂(ang)貴(gui)的(de)工(gong)裝(zhuang)卡(ka)具(ju)
、工具及以零件為目標的進料器可以被隨機化“箱中揀選零件”的係統所取代。
   可惜，上世紀80年代初，這一被認為可行的技術不得不麵對殘酷的現實。在實驗室開發的“揀選”係統無法轉化為工廠的實際應用。人們發現有時候你會碰到部分零件重疊，照明的變化也會影響到“揀選”的工作進度。當時的計算機在處理大量數據方麵也遇到了障礙，使問題複雜化。 
   
   最後，隻好先研究不太複雜的二維機械手導向方案
，即從運動的傳送帶上撿取單一的零件，這相對來說比較通用。而普遍的隨機“揀選”應用方案始終沒有實現

，直到今天這仍然是工業界的一項挑戰。不過
，現在有越來越多的跡象表明以機器視覺為導向的機械手“揀選”越來越接近現實。機械手經銷商，包括Fanuc公司、Motman公司和Staubli公司都推出了“揀選”係統。
   豐田汽車製造廠已經在其發動機零件加工線上使用了5個機械手的“揀選”係統，係統采用ABB公司的機械手，配有三維圖像技術，該技術由Braintech 公司提供。有人說零件全麵實行隨機“揀選”方案是不切實際的，如彈簧或幾何形狀複雜的零件就不宜在早期采用“揀選”方案。相反，經銷商更關注比較簡單和幾何形狀容易識別的零件
，其中包括圓柱形或圓形的零件。豐田公司的係統隻屬於“半隨機”或“半限製”性的“揀選”係統
，也就是說在這些係統中，零件並非全部能任意抓取，零件在箱中是鬆散分布的。
   視頻導向“揀選”的應用
   在TRW公司，當製動轉子鑄件從供貨商抵達工廠時，零件堆放在一起，相互之間沒有什麼東西隔開，裝運時易於搬動。TRWgongsiguoquyikaorengongcaozuo，jiashangtishengzhuangzhixiezhuzhuangxiezhujian。zaimouxieqingkuangxia，gongchanghaishiyongfeishipinzhuangbeidelingjianjianxuanxitong。feishipinlingjianjianxuanxitongmeizhuayigelingjianxuyao20秒鍾，但由於零件在木箱中不斷變換，也許會因為抓取失誤，而不得不再用20秒鍾從木箱中撿取不同的零件。
   非視頻係統也許對於低批量生產線來說效果很好
，因為鑄件的抓放時間為每60秒鍾一個。但在工廠的新生產線上，其所允許的零件抓放周期為15秒鍾，於是不許采用一套有視頻導向的“揀選”係統。
   JMP公司為TRW公司提供了兩套係統。每套係統配置了一套由Fanuc公司提供的Fanuc 710ib-45機械手和一台帶有VisionPro軟件的攝像機

，該機由Cognex公司提供
，還配有來自Shafi公司的Reliabot軟件，由其控製著機械手/視頻之間的通信及機械手的導向功能。JMP公司的生產經理Ken McLaughlin先生說，Cognex公司的攝像頭安裝在機械手臂上，可用於確定零件的X和Y坐標
，機械手臂上還裝有紅外（IR）傳感器，用於尋找零件箱中某一堆零件層的高度。
   當操作員將裝有堆疊鑄件的零件箱放入係統時，觸動起動按鈕，機械手開始升到一個高度，攝像頭攝取圖像，包括確定所有堆放零件的X-Y位置，然後用IR傳chuan感gan器qi確que定ding每mei一yi堆dui零ling件jian的de高gao度du
，之zhi後hou決jue定ding夾jia取qu順shun序xu。如ru果guo發fa現xian有you零ling件jian的de高gao度du不bu正zheng常chang，它ta會hui繼ji續xu探tan測ce，直zhi至zhi其qi水shui平ping與yu其qi他ta堆dui疊die零ling件jian的de水shui平ping一yi致zhi。
   由於采用了視頻導向係統
，即使零件堆放箱傾斜了20du
，jixieshourengkezhuaqulingjian。jingguoteshushejideshoudongqiyusuidongjigoulianjie，baozhengbufenlingjiandechaoxianghejiaodushiheyulingjiandejiaqu。beijiaqudelingjianyoujixieshoufangdaochuansongqishang

，ranhouchuansongdaojiagongxitongshang，zhenggeguochengzai12秒周期時間內完成，滿足了TRW公司的15秒要求。
   在開發TRW係統的過程中，按照Mclaughlin先生的說法將它叫做“2.5維視頻”係統
，它能找到一個零件的X、Y和Z坐標
，同時使用端部受動器，以使補償零件滾動、節距和偏轉等變化。而三維係統則采用兩台攝像機，以立體模式工作，它可以在6度的自由範圍內確定零件的位置。
   如果是形狀複雜的零件，如支管或變速箱零件就需要采用“半隨機”fangan
，zailingjianxiangneixuyaotebiezhuangzhi，shilingjianbaochiyidingdefangxiangxing。danyuanxinghuoyuanzhuxingyileixingzhuangxiangduijiandandelingjian，ruzhidongzhuanzi，wuluncaiyongbansuijihuoquansuijimoshidoukejianqu。
   Fanuc的“揀選”技術依賴於一台固定安裝於零件箱上方的攝像頭，通過這一攝像頭可以找到“大致位置”，鑒別和排列15個(ge)待(dai)夾(jia)取(qu)的(de)候(hou)選(xuan)件(jian)。其(qi)軟(ruan)件(jian)通(tong)過(guo)匹(pi)配(pei)算(suan)法(fa)，將(jiang)看(kan)到(dao)的(de)零(ling)件(jian)從(cong)多(duo)個(ge)方(fang)向(xiang)和(he)角(jiao)度(du)與(yu)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)待(dai)撿(jian)取(qu)的(de)零(ling)件(jian)試(shi)樣(yang)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)，然(ran)後(hou)找(zhao)到(dao)需(xu)要(yao)夾(jia)取(qu)的(de)零(ling)件(jian)。安(an)裝(zhuang)在(zai)機(ji)械(xie)手(shou)上(shang)的(de)一(yi)個(ge)Fanuc傳感器，用於各個零件的“精密定位”。攝像頭首先尋找X和Y坐標位置以及零件的名稱，同時與攝像頭成一定安裝角度的激光器根據三角測量技術提供Z坐標
、偏轉和節距。機械手運行到由“大致定位”鑒別出第一個零件，然後檢查；如果是它所看到的，機械手就夾取這一零件
，如果不是
，機械手再移動到第二個零件上。
   由you於yu多duo種zhong原yuan因yin可ke能neng會hui造zao成cheng係xi統tong錯cuo過guo所suo要yao撿jian取qu的de零ling件jian，錯cuo過guo的de越yue多duo，係xi統tong搜sou索suo零ling件jian所suo花hua的de時shi間jian就jiu越yue長chang。通tong過guo對dui係xi統tong零ling件jian不bu斷duan地di精jing密mi調tiao整zheng後hou，Fanuc係統隨機抓放零件所需的平均工作周期已從2002年的22秒鍾下降到今天的15秒鍾。
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  成績是肯定的
，但……
   Motoman公司已與Shafi公司在“揀選”技術的應用方麵形成了戰略關係，關於這一技術
，人們已經等待了很長時間
，但“揀選”jishubingbushiyijiwannengliangyao，yebushiyiqieyingyonglingyudezhongjimubiao。renmenyinggairenshidaotaduimouxieyingyonglingyushiyouyiyide

，danduiqitadeyingyonglingyujiubuyiding。
   Shafi公司也有同感。例如在某些“揀選”應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)，可(ke)靠(kao)的(de)抓(zhua)放(fang)操(cao)作(zuo)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)過(guo)程(cheng)。你(ni)需(xu)要(yao)將(jiang)零(ling)件(jian)從(cong)箱(xiang)中(zhong)取(qu)出(chu)來(lai)，然(ran)後(hou)放(fang)下(xia)或(huo)重(zhong)新(xin)夾(jia)起(qi)，或(huo)者(zhe)進(jin)行(xing)其(qi)他(ta)的(de)操(cao)作(zuo)
，總(zong)之(zhi)是(shi)用(yong)機(ji)械(xie)手(shou)將(jiang)零(ling)件(jian)精(jing)密(mi)地(di)放(fang)到(dao)目(mu)標(biao)位(wei)置(zhi)上(shang)。在(zai)工(gong)廠(chang)，人(ren)們(men)所(suo)關(guan)心(xin)的(de)是(shi)能(neng)否(fou)將(jiang)它(ta)撿(jian)取(qu)，是(shi)否(fou)能(neng)在(zai)每(mei)隔(ge)X秒鍾的時間內使它精確就位。
   機械手隨機“揀選”的周期時間取決於機械手的工藝流程
，以及在特定的應用領域內
，機械手需要移動的距離。為了使“揀選”係統切實可行，必須使攝像頭在2或3秒的時間內完成確認。對於幾何形狀簡單的零件而言，Shafi公司已經達到了目標，時間降低到4至6秒
，主要是因為他們采用了較快的處理器，算法也有所改進。
   從某種程度而言
，“揀選”方案是否獲得成功，關鍵在於零件的不同幾何形狀和應用要求
，Shafi公司開發的“揀選”係統依賴於固定安裝的攝像機、機械手上安裝的攝像機以及那些使用激光器的照明裝置。
   另一項技術涉及到獲取零件的三維位置，即以很快的速度
，攝取零件的2至3個圖像，每個圖像采用不同的照明，以便協助確定其三維位置。尤其是當零件的一部分被擋住時

，采用這一技術特別有效。
   ruguomouzhongyingyonglingyuyunxudehua，zuihaohaishicaiyonggudinganzhuangdeshexiangjifangan。zaiyigelingjianbeijianquhou
，shexiangtoujiangyidaoxiayigebeizhuaqudelingjianshang，tongshijixieshouzhuafanglingyigelingjian。erruguoshianzhuangzaijixieshoushangdeyidongshexiangtoukenenghuiyudaobeipengzhuangdefengxian，rupengdaolingjianxianghuoqitalingjian
，ergudinganzhuangdeshexiangtouzebuyongcaoxinzhegewenti。