المصدر: www.sodavision.com
في كل عام، تصبح الروبوتات أكثر تقدمًا ويتم تكليفها بأداء مهام أكثر تعقيدًا من ذي قبل. على عكس العمل البشري، فإنهم لا يتعبون وهم أسرع بكثير في عملياتهم. ومع ذلك، مع دمجها في المزيد من العمليات الصناعية، هناك حاجة متزايدة لجعلها أكثر أمانًا لمساحات المصانع وأكثر دقة في عملياتها.
ومن هذه الحاجة إلى القيام بها الروبوتات الصناعية أصبحوا أكثر "وعيًا" بنشوء أنظمة الرؤية الآلية. مما يطرح السؤال، ما هي أنظمة الرؤية الروبوتية؟ كيف يعملون وهل يجعلون الروبوتات أفضل حقًا؟ فيما يلي نظرة متعمقة على كل ذلك وأكثر.
ما هي رؤية الروبوت؟
المصدر: www.fanucamerica.com
رؤية الروبوت بالمعنى العادي هي مفهوم يسعى لمساعدة الروبوتات على الرؤية. وهو نظام يتكون من أجزاء مختلفة تمكن الروبوت من تفسير البيانات المرئية في محيطه. تشمل هذه الأجزاء:
الكاميرات - يتم تثبيتها على الروبوت أو في مساحة عمله وتعمل بمثابة "عيون" الروبوت.
إضاءة خاصة - تعمل الإضاءة على إبقاء منطقة العمل أو الأشياء التي يعمل عليها الروبوت مضاءة حتى تتمكن الكاميرا من التقاطها بوضوح
البرمجيات - هي خوارزمية كمبيوترية يعمل عليها نظام الرؤية بأكمله.
كيف تعمل رؤية الروبوت؟
المصدر: prneswprime
إن عمل نظام الرؤية الآلي عبارة عن سلسلة من الخطوات التي قد تبدو طويلة ولكنها تحدث خلال ثوانٍ. يعمل كل جزء من النظام جنبًا إلى جنب مع الآخر لجعل "الرؤية" ممكنة. وتتلخص الخطوات على النحو التالي:
تم تكليف الروبوت بمهمة مثل تجميع الأجزاء الدقيقة على لوحة PCB. لتجميع الجزء الصحيح في المكان المناسب، يتطلب الأمر دقة عالية وبعض التوجيه البصري لتنظيم حركاته حسب الحاجة.
يتم تفعيل الكاميرا لتصور غلاف العمل أو موضع الجزء والمكان الذي يجب وضعه فيه.
يتم إرسال الصورة التي تلتقطها الكاميرا إلى وحدة التحكم الروبوتية التي تفسرها باستخدام خوارزمية الكمبيوتر.
من هذا التفسير، يتم ترحيل إشارة الأمر من وحدة التحكم إلى روبوت التجميع ذراع.
الأمر عبارة عن مدونة تعليمات حول الجزء الذي يجب أن يتبعه ذراع الروبوت بين جمع الجزء والمكان الذي يجب أن يضعه فيه على لوحة PCB.
الصورة التي يتم التقاطها ونقلها بواسطة نظام رؤية الروبوت ليست مجرد صورة مرئية. فهو يلتقط معلمات مثل طول الأجزاء وعرضها وارتفاعها. تعتبر هذه التفاصيل ضرورية لأنها تساعد الروبوت على التمييز بين الأشياء المختلفة وإبلاغه أيضًا بكيفية وضعه وكذلك القوة اللازمة لتنفيذ المهام. في بعض الأحيان، لمزيد من الدقة، يمكن استخدام التثليث بالليزر لاشتقاق مثل هذه المعلمات. إنها طريقة أكثر دقة حيث تحدد أشعة الليزر الأشياء ويمكن بعد ذلك التقاط أحجامها بواسطة الكاميرا.
رؤية ثلاثية الأبعاد يتم التقاطه بنفس القدر في أنظمة الرؤية الآلية. على الرغم من أنها تتبع نفس مفهوم الرؤية كما هو مذكور أعلاه، إلا أنها توفر رؤية أكثر فائدة من زوايا مختلفة. ومع ذلك، بالإضافة إلى الأجزاء الأخرى الموجودة في نظام الرؤية الآلي النموذجي، يتضمن نظام الرؤية ثلاثية الأبعاد ماسحًا ضوئيًا. يتم استخدامه لتحليل الأبعاد الثلاثة للجزء أو غلاف العمل وتحفيز الروبوت على التصرف وفقًا لذلك. وهو أكثر تقدماً وفعالية من التثليث بالليزر.
لماذا يجب على الشركات المصنعة استخدام أنظمة رؤية الروبوت؟
المصدر: www.educba.com
يمكن برمجة الروبوت العادي لتنفيذ المهام بفعالية تامة مع الحد الأدنى من الإشراف. وفي الواقع، كان هذا هو الحال في معظم المصانع لفترة من الوقت الآن. لذا، ربما تتساءل، هل من الضروري بالنسبة لك دمج أنظمة الرؤية الروبوتية في الروبوتات الخاصة بك؟ هل يضيف أي قيمة لعمليات الروبوت الخاصة بك؟ الجواب المختصر على ذلك هو نعم. فيما يلي بعض الطرق التي يمكن من خلالها تحسين الروبوتات الصناعية لديك من خلال أنظمة الرؤية الآلية.
الدقة – فكر في مدى جودة تنفيذك لمهمة وأنت معصوب العينين مقارنة بكيفية أدائك لها وأنت تتمتع بالرؤية الكاملة. الخيار الأخير أفضل، أليس كذلك؟ وهذا ينطبق أيضًا على الروبوتات. فبينما يمكنها الاعتماد على أجهزة الاستشعار لأداء المهام، فإن نظام الرؤية يجعلها أكثر دقة في كيفية التعامل مع الأجزاء والعمل عليها.
السلامة - لقد ثبت أن القدرات البصرية فعالة للغاية في جعل الروبوتات أكثر أمانًا للعمل معها. يوفر الجمع بين نظام الرؤية الروبوتية وأجهزة استشعار السلامة ضمانًا مزدوجًا بأن الروبوت سيتوقف أو يتباطأ عندما يستشعر ويرى عقبة في طريقه.
تزداد كفاءة التشغيل عندما يتم تزويد الروبوت بنظام رؤية روبوتي، فهو أكثر قدرة على التكيف. على سبيل المثال، دلتا روبوت مكلف بفرز الأشياء المتداول على الحزام الناقل. سوف يدرك نظام الرؤية الخاص به الأشياء ومعدل مرورها عبر النظام. عندما تقوم وحدة التحكم بتفسير مثل هذه البيانات المرئية، فإنها سترسل إشارة إلى أذرع الروبوت للعمل بسرعة تتطابق مع سرعة حزام التحويل. لن تكون هناك حاجة لتشغيل الحزام وإيقافه حتى يتمكن الروبوت من مواكبة ذلك، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة.
تحسين كفاءة التكلفة - عندما تتحسن الكفاءات التشغيلية، تنخفض تكاليف التشغيل أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، يؤدي انخفاض الحاجة إلى الإشراف وتقليل الحاجة إلى مدخلات إضافية مثل وضع المنصات لدعم دقة الروبوت إلى تقليل التكاليف الإضافية.
قيمة أعلى - يمكن للروبوتات التي تحتوي على أنظمة رؤية آلية أن تفعل المزيد مما يمنحك قيمة أكبر من الروبوت. في حين أنك ربما استخدمت روبوت سكارا لتجميع الأجزاء فقط، يمكن تكوين نظام الرؤية لإجراء فحص الجودة بعد التجميع.
تطبيقات رؤية الروبوت
المصدر: www.vision-systems.com
تتضمن أمثلة التطبيقات الصناعية لأنظمة الرؤية الروبوتية ما يلي:
المستودعات الآلية-الآلية روبوتات المستودعات تُستخدم أنظمة الرؤية الروبوتية لجمع وتسليم الطرود من أجزاء مختلفة من المستودع إلى الموظفين. تلغي أنظمة الرؤية حاجة أصحاب المستودعات إلى رسم مسارات محددة للروبوتات. فهو يساعد على تخفيف تكاليف الأتمتة ويجعل الروبوت أكثر مرونة في عملياته.
الفرز - يصبح فرز البضائع في خط التصنيع أكثر دقة وكفاءة عندما تتمكن الروبوتات من تحديد المنتجات الفريدة باستخدام نظام مرئي. كما يجعلها أسرع ويقلل من الهدر والأخطاء التي تحدث غالبًا عندما يعمل الروبوت "أعمى".
انتق و ضعالتكديس على المنصات – إن القدرة على رؤية الأجزاء وتعديل موضعها وفقًا لذلك يجعل الروبوتات تنفذ مهام التكديس على المنصات والتقاطها ووضعها بشكل أفضل. كما يعمل نظام الرؤية على التخلص من الحاجة إلى أنظمة دعم إضافية مثل وضع المنصات.
الصيدليات الآلية - تُستخدم الآن أنظمة روبوتية مزودة بأنظمة رؤية لتوزيع الوصفات الطبية في الصيدليات الآلية. يلتقط نظام الرؤية الوصفة الطبية، ويرسل الصورة إلى وحدة التحكم التي تنقل بعد ذلك كوب الوصفة الطبية إلى الموزع المقابل للحبة المطلوبة. إنها سريعة واقتصادية ودقيقة للغاية.
فحص المواد - يعمل هذا بشكل جيد بشكل خاص حيث يحتوي نظام الرؤية الروبوتية على ماسح ضوئي حيث يقوم بمسح كل منتج للكشف عن العيوب. هذا يجعل فحص الجودة أسرع وأكثر دقة حيث يمكن للمسح الضوئي اكتشاف العيوب التي قد تفوتها العين البشرية بسهولة.
العوامل التي يجب مراعاتها عند الاستثمار في نظام الرؤية الآلي
المصدر: Pixabay
إن مفهوم رؤية الروبوت هو نفسه إلى حد كبير ولكن سيكون من الضروري البحث عن مزود خدمة موثوق به. ضع في اعتبارك أن هذا مفهوم جديد قد يحتاج إلى تخصيصه ليناسب الروبوتات لديك وإعدادات المصنع بالكامل. علاوة على ذلك، قد يحتاج موظفوك إلى بعض التوجيه للتكيف مع هذا الوضع من تشغيل الروبوت. ستكون شركة نظام الرؤية الروبوتية التي يمكنها مساعدتك في إجراء هذا التحول بسلاسة ميزة إضافية.
بالإضافة إلى ذلك، وزن التطبيقات الصناعية تنوي دمج أنظمة رؤية الروبوت عند الاختيار بين خيارات مثل 3D وغيرها. إذا كانت العمليات معقدة، فربما تحتاج إلى أنظمة رؤية واسعة النطاق. ومع ذلك، بالنسبة للعمليات الأساسية مثل الاختيار والمكان، لن يتم استخدام نظام الرؤية المعقد بشكل كافٍ، وبالتالي لن يكون فعالاً من حيث التكلفة.
فيما يتعلق بالتوافق، تأكد من استشارة شركة نظام الرؤية الروبوتية حول ما إذا كانت مساحة المصنع لديك متوافقة مع نظام الرؤية. قد يكون هذا مصدر قلق بشكل خاص إذا كان سيتم تركيب الكاميرات داخل غلاف العمل بدلاً من تركيبها على هيكل الروبوت. قد لا يجعل هذا بالضرورة مصنعك غير مؤهل للنظام ولكن قد تضطر إلى إعادة ترتيب المساحة وضبط الإضاءة.
تحديات أنظمة الرؤية الروبوتية
المصدر: Pixabay
الاستثمار في أنظمة الرؤية الروبوتية هو مشروع مكلف. نظرًا لأن الأنظمة جديدة نسبيًا في السوق، فإن الجودة يمكن أن تكلفك مبلغًا كبيرًا من المال. هذا بالإضافة إلى تكاليف الصيانة بالإضافة إلى بعض التغييرات الهيكلية التي قد يتعين عليك إجراؤها في مساحة مصنعك. وهذا هو التحدي الذي غالبًا ما يجعل مثل هذه الأنظمة غير متاحة للمصنعين الذين يعملون ضمن قيود الميزانية.
يمكن أيضًا أن تكون برمجة أنظمة رؤية الروبوتات معقدة للغاية. فهي ليست حل التوصيل والتشغيل. في حالة عدم اهتمام مزود الخدمة الخاص بك بخدمة ما بعد البيع، فقد تحتاج إلى الاستعانة بخبراء لتشغيل نظامك كما ينبغي. علاوة على ذلك، ستكون هناك فترة تعديل حيث تبدأ الروبوتات في العمل بشكل مختلف قليلاً عن ذي قبل بمجرد تثبيت نظام الرؤية. بعض فترات توقف الإنتاج من المتوقع قبل أن يبدأ الإعداد بأكمله في العمل بكفاءة.
خاتمة
الروبوتات تصنع على شكل البشر. ومن ثم فمن الطبيعي أن يكونوا قد أكملوا دائرة كاملة وأصبحوا قادرين على تحديد البيانات المرئية وتفسيرها بشكل فريد. باعتبارك شركة مصنعة، سيكون هذا بمثابة استثمار ذي قيمة مضافة في عملياتك الصناعية. ومع ذلك، فإن نظام الرؤية الآلي يكون أيضًا بنفس فعالية الروبوتات الموجودة لديك. إذا كنت تقوم بالتحول إلى الأتمتة الروبوتية، فابدأ بإشراك الجانب الأيمن الشركة المصنعة للروبوت الصناعي قبل الانتقال إلى أنظمة الرؤية الروبوتية.