Πηγή: www.sodavision.com
Κάθε χρόνο, τα ρομπότ γίνονται πιο προηγμένα και τους ανατίθεται να εκτελούν πιο σύνθετες εργασίες από πριν. Σε αντίθεση με την ανθρώπινη εργασία, δεν κουράζονται και είναι πολύ πιο γρήγοροι στις λειτουργίες τους. Ωστόσο, καθώς ενσωματώνονται σε περισσότερες βιομηχανικές διεργασίες, υπάρχει μια αυξανόμενη ανάγκη να γίνουν ασφαλέστερα για τους χώρους των εργοστασίων και πιο ακριβή στις λειτουργίες τους.
Είναι από αυτή την ανάγκη να κάνουμε βιομηχανικά ρομπότ πιο «συνειδητοί» ότι δημιουργήθηκαν συστήματα όρασης ρομπότ. Που θέτει το ερώτημα, τι είναι τα συστήματα όρασης ρομπότ; Πώς λειτουργούν και κάνουν πραγματικά τα ρομπότ καλύτερα; Εδώ είναι μια εις βάθος ματιά σε όλα αυτά και πολλά άλλα.
Τι είναι το Robot Vision;
Πηγή: www.fanucamerica.com
Η όραση ρομπότ με μια απλή έννοια είναι μια έννοια που επιδιώκει να βοηθήσει τα ρομπότ να δουν. Είναι ένα σύστημα που περιλαμβάνει διαφορετικά μέρη που επιτρέπουν στο ρομπότ να ερμηνεύει οπτικά δεδομένα στο περιβάλλον του. Αυτά τα μέρη περιλαμβάνουν:
Κάμερες- τοποθετούνται στο ρομπότ ή στο χώρο εργασίας του και λειτουργούν ως τα «μάτια» του ρομπότ.
Ειδικός φωτισμός – ο φωτισμός διατηρεί τον χώρο εργασίας ή/και τα αντικείμενα στα οποία εργάζεται το ρομπότ φωτισμένο, έτσι ώστε η κάμερα να τα καταγράφει καθαρά
Λογισμικό- αυτός είναι ένας αλγόριθμος υπολογιστή στον οποίο λειτουργεί ολόκληρο το σύστημα όρασης.
Πώς λειτουργεί το Robot Vision;
Πηγή: prneswprime
Η λειτουργία ενός συστήματος όρασης ρομπότ είναι μια σειρά βημάτων που μπορεί να φαίνονται μακρά αλλά συμβαίνουν μέσα σε δευτερόλεπτα. Κάθε μέρος του συστήματος λειτουργεί σε συνδυασμό με το άλλο για να κάνει δυνατή την «όραση». Τα βήματα εκτυλίσσονται ως εξής:
Στο ρομπότ ανατίθεται μια εργασία όπως η συναρμολόγηση μικροεξαρτημάτων σε μια πλακέτα PCB. Για να συναρμολογήσετε το σωστό μέρος στη σωστή θέση, απαιτεί υψηλή ακρίβεια και κάποια οπτική καθοδήγηση για να ρυθμίσετε τις κινήσεις του όπως χρειάζεται.
Η κάμερα ενεργοποιείται για να απεικονίσει τον φάκελο εργασίας ή τη θέση του εξαρτήματος και πού πρέπει να τοποθετηθεί.
Η εικόνα που τραβήχτηκε από την κάμερα αποστέλλεται στον ελεγκτή ρομπότ που την ερμηνεύει χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο του υπολογιστή.
Από αυτή την ερμηνεία, ένα σήμα εντολής μεταδίδεται από τον ελεγκτή στο ρομπότ συναρμολόγησης μπράτσο.
Η εντολή είναι ένας κώδικας οδηγιών σχετικά με το ποιο μέρος πρέπει να ακολουθεί ο βραχίονας ρομπότ μεταξύ της συλλογής του εξαρτήματος και του σημείου που πρέπει να το τοποθετήσει στην πλακέτα PCB.
Η εικόνα που καταγράφεται και αναμεταδίδεται από ένα σύστημα όρασης ρομπότ δεν είναι απλώς μια οπτική φωτογραφία. Καταγράφει παραμέτρους όπως το μήκος, το πλάτος και το ύψος των εξαρτημάτων. Αυτές οι λεπτομέρειες είναι απαραίτητες καθώς βοηθούν το ρομπότ να ξεχωρίζει διαφορετικά αντικείμενα και επίσης ενημερώνουν πώς θα πρέπει να τοποθετηθεί καθώς και τη δύναμη που απαιτείται για την εκτέλεση των εργασιών. Μερικές φορές, για μεγαλύτερη ακρίβεια, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τριγωνισμός λέιζερ για την εξαγωγή τέτοιων παραμέτρων. Είναι μια πιο ακριβής μέθοδος καθώς τα λέιζερ περιγράφουν τα αντικείμενα και τα μεγέθη τους μπορούν στη συνέχεια να ληφθούν από την κάμερα.
Τρισδιάστατο όραμα επιταχύνεται εξίσου στα συστήματα όρασης ρομπότ. Αν και ακολουθεί την ίδια ιδέα όρασης όπως αναφέρθηκε παραπάνω, προσφέρει πιο υγιεινή θέαση από διαφορετικές γωνίες. Ωστόσο, εκτός από τα άλλα μέρη που υπάρχουν σε ένα τυπικό σύστημα όρασης ρομπότ, ένα σύστημα τρισδιάστατης όρασης περιλαμβάνει έναν σαρωτή. Χρησιμοποιείται για να αναλύσει και τις 3 διαστάσεις ενός εξαρτήματος ή ενός φακέλου εργασίας και να ενεργοποιήσει το ρομπότ να ενεργήσει ανάλογα. Είναι πιο προηγμένο και αποτελεσματικό από τον τριγωνισμό με λέιζερ.
Γιατί πρέπει οι κατασκευαστές να χρησιμοποιούν συστήματα Robot Vision;
Πηγή: www.educba.com
Το μέσο ρομπότ μπορεί να προγραμματιστεί να εκτελεί εργασίες αρκετά αποτελεσματικά με ελάχιστη επίβλεψη. Αυτό, πράγματι, συμβαίνει στα περισσότερα εργοστάσια εδώ και λίγο καιρό. Λοιπόν, μπορεί να αναρωτιέστε, είναι απαραίτητο να ενσωματώσετε συστήματα όρασης ρομπότ στα ρομπότ σας; Προσθέτει κάποια αξία στις λειτουργίες του ρομπότ σας; Η σύντομη απάντηση σε αυτό είναι, ναι. Εδώ είναι μερικοί από τους τρόπους με τους οποίους τα βιομηχανικά ρομπότ σας θα βελτιωθούν από τα συστήματα όρασης ρομπότ.
Ακρίβεια – σκεφτείτε πόσο καλά θα εκτελούσατε μια εργασία με δεμένα μάτια και πώς θα εκτελούσατε με πλήρη όραση. Το τελευταίο είναι καλύτερο, έτσι δεν είναι; Αυτό ισχύει και για τα ρομπότ. Ενώ μπορούν να βασίζονται σε αισθητήρες για την εκτέλεση εργασιών, ένα σύστημα όρασης τους κάνει πολύ πιο ακριβείς στον τρόπο με τον οποίο χειρίζονται εξαρτήματα και εργάζονται σε αυτά.
Ασφάλεια – οι οπτικές ικανότητες έχει βρεθεί ότι είναι εξαιρετικά αποτελεσματικές στο να κάνουν τα ρομπότ ασφαλέστερα για την εργασία με τους ανθρώπους. Ο συνδυασμός ενός ρομποτικού συστήματος όρασης και αισθητήρων ασφαλείας παρέχει διπλή βεβαιότητα ότι το ρομπότ θα σταματήσει ή θα επιβραδύνει όταν αισθανθεί και δει ένα εμπόδιο στο δρόμο του.
Υψηλότερη λειτουργική απόδοση όταν ένα ρομπότ είναι εξοπλισμένο με σύστημα όρασης ρομπότ, είναι πιο προσαρμοστικό. Πάρτε, για παράδειγμα, α ρομπότ δέλτα επιφορτισμένο με τη διαλογή αντικειμένων που κυλιούνται σε έναν μεταφορικό ιμάντα. Το σύστημα όρασής του θα αντιλαμβανόταν τα αντικείμενα και τον ρυθμό με τον οποίο περνούν μέσα από το σύστημα. Καθώς ο ελεγκτής ερμηνεύει τέτοια οπτικά δεδομένα, θα σήμαινε στους βραχίονες του ρομπότ να λειτουργήσουν με ταχύτητα που ταιριάζει με αυτή του ιμάντα μετατροπής. Δεν θα υπήρχε ανάγκη να ξεκινήσετε και να σταματήσετε τη ζώνη για να συνεχίσει το ρομπότ και αυτό βελτιώνει την απόδοση.
Βελτιωμένη απόδοση κόστους – όταν βελτιώνεται η λειτουργική απόδοση, το κόστος λειτουργίας μειώνεται επίσης. Επιπλέον, η μειωμένη ανάγκη για επίβλεψη και η μικρότερη ανάγκη για πρόσθετες εισόδους, όπως παλέτες τοποθέτησης για υποστήριξη της ακρίβειας του ρομπότ, μειώνουν όλα τα επιπλέον έξοδα.
Υψηλότερης αξίας- τα ρομπότ που διαθέτουν ρομποτικά συστήματα όρασης μπορούν να κάνουν περισσότερα, κάτι που σας δίνει μεγαλύτερη αξία από το ρομπότ. Ενώ μπορεί να έχετε χρησιμοποιήσει α Ρομπότ SCARA για τη συναρμολόγηση μόνο εξαρτημάτων μπορεί να διαμορφωθεί ένα σύστημα όρασης ώστε να εκτελεί ποιοτικό έλεγχο μετά τη συναρμολόγηση.
Εφαρμογές Robot Vision
Πηγή: www.vision-systems.com
Παραδείγματα βιομηχανικής εφαρμογής συστημάτων όρασης ρομπότ περιλαμβάνουν:
Αυτοματοποιημένες αποθήκες- αυτοματοποιημένες ρομπότ αποθήκης εξοπλισμένα με ρομποτικά συστήματα όρασης χρησιμοποιούνται για τη συλλογή και παράδοση δεμάτων από διάφορα σημεία μιας αποθήκης στο προσωπικό. Τα συστήματα όρασης εξαλείφουν την ανάγκη για τους ιδιοκτήτες αποθήκης να χαράξουν συγκεκριμένες διαδρομές για τα ρομπότ. Βοηθά στον μετριασμό του κόστους του αυτοματισμού και κάνει το ρομπότ πιο ευέλικτο στις λειτουργίες του.
Η ταξινόμηση-διαλογή προϊόντων σε μια γραμμή παραγωγής γίνεται πιο ακριβής και αποτελεσματική όταν τα ρομπότ μπορούν να αναγνωρίσουν μοναδικά προϊόντα χρησιμοποιώντας ένα ορατό σύστημα. Τα κάνει επίσης πιο γρήγορα και μειώνει τη σπατάλη και τα σφάλματα που συμβαίνουν συχνά όταν ένα ρομπότ εργάζεται «τυφλά».
Διαλέξτε και τοποθετήστε, Παλετοποίηση– το να μπορούν να δουν εξαρτήματα και να προσαρμόσουν ανάλογα τη θέση τους κάνει τα ρομπότ να εκτελούν παλετοποίηση και να επιλέγουν και να τοποθετούν εργασίες καλύτερα. Το σύστημα όρασης εξαλείφει επίσης την ανάγκη για πρόσθετα συστήματα υποστήριξης όπως παλέτες τοποθέτησης.
Αυτοματοποιημένα φαρμακεία - ρομποτικά συστήματα εξοπλισμένα με συστήματα όρασης χρησιμοποιούνται τώρα για τη χορήγηση συνταγών σε φαρμακεία αυτοκινήτων. Το σύστημα όρασης καταγράφει τη συνταγή, στέλνει την εικόνα στον ελεγκτή, ο οποίος στη συνέχεια μετακινεί ένα κύπελλο συνταγής στον αντίστοιχο διανομέα του χαπιού που ζητήσατε. Είναι γρήγορο, οικονομικό και πολύ ακριβές.
Επιθεωρήσεις υλικού- αυτό λειτουργεί ιδιαίτερα καλά όταν το σύστημα όρασης ρομπότ διαθέτει σαρωτή καθώς σαρώνει κάθε προϊόν για να εντοπίσει ελαττώματα. Αυτό καθιστά την επιθεώρηση ποιότητας πιο γρήγορη και ακριβή, καθώς μια τέτοια σάρωση μπορεί να εντοπίσει ελαττώματα που θα μπορούσε εύκολα να χάσει το ανθρώπινο μάτι.
Παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επένδυση στο σύστημα Robot Vision
Πηγή: Pixabay
Η έννοια του οράματος ρομπότ είναι σε μεγάλο βαθμό η ίδια, αλλά θα ήταν απαραίτητο να αναζητήσετε έναν αξιόπιστο πάροχο υπηρεσιών. Σκεφτείτε ότι πρόκειται για μια νέα ιδέα που ίσως χρειαστεί να προσαρμοστεί για τα ρομπότ σας και για ολόκληρη την εργοστασιακή εγκατάσταση. Επιπλέον, το προσωπικό σας μπορεί να χρειάζεται κάποιο προσανατολισμό για να προσαρμοστεί σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας του ρομπότ. Μια εταιρεία συστημάτων ρομποτικής όρασης που μπορεί να σας βοηθήσει να κάνετε αυτή τη μετάβαση ομαλά θα ήταν ένα συν.
Επιπλέον, ζυγίστε το βιομηχανικές εφαρμογές σκοπεύετε να ενσωματώσετε τα συστήματα όρασης ρομπότ καθώς επιλέγετε ανάμεσα σε επιλογές όπως το 3D και άλλες. Εάν οι λειτουργίες είναι περίπλοκες, τότε ίσως θα χρειαζόσουν τέτοια εκτεταμένα συστήματα όρασης. Ωστόσο, για βασικές λειτουργίες όπως η επιλογή και τοποθέτηση, ένα σύνθετο σύστημα όρασης θα ήταν ανεπαρκώς αξιοποιημένο και επομένως, μη αποδοτικό από πλευράς κόστους.
Σχετικά με τη συμβατότητα, φροντίστε να συμβουλευτείτε την εταιρεία συστημάτων όρασης ρομπότ για το εάν ο εργοστασιακός σας χώρος θα είναι συμβατός με ένα σύστημα όρασης. Αυτό θα ήταν ιδιαίτερα ανησυχητικό εάν οι κάμερες πρόκειται να τοποθετηθούν εντός του φακέλου εργασίας σε αντίθεση με τη δομή του ρομπότ. Μπορεί να μην κάνει απαραίτητα το εργοστάσιό σας ακατάλληλο για το σύστημα, αλλά ίσως χρειαστεί να αναδιατάξετε το χώρο και να προσαρμόσετε τον φωτισμό.
Προκλήσεις Συστημάτων Ρομποτικής Όρασης
Πηγή: Pixabay
Η επένδυση σε ρομποτικά συστήματα όρασης είναι ένα δαπανηρό εγχείρημα. Δεδομένου ότι τα συστήματα είναι σχετικά νέα στην αγορά, μια ποιότητα θα μπορούσε να σας αποφέρει ένα σημαντικό χρηματικό ποσό. Αυτό προστίθεται στο κόστος συντήρησης καθώς και σε ορισμένες δομικές αλλαγές που μπορεί να χρειαστεί να κάνετε στον εργοστασιακό σας χώρο. Αυτή είναι μια πρόκληση που συχνά καθιστά τέτοια συστήματα απρόσιτα για κατασκευαστές που λειτουργούν εντός δημοσιονομικών περιορισμών.
Ο προγραμματισμός συστημάτων όρασης ρομπότ μπορεί επίσης να είναι αρκετά περίπλοκος. Δεν είναι μια λύση plug-and-play. Σε περίπτωση που ο πάροχος υπηρεσιών σας δεν ενδιαφέρεται για την εξυπηρέτηση μετά την πώληση, ίσως χρειαστεί να προσλάβετε ειδικούς για να λειτουργήσει το σύστημά σας όπως θα έπρεπε. Επιπλέον, θα υπάρξει μια περίοδος προσαρμογής καθώς τα ρομπότ αρχίζουν να λειτουργούν λίγο διαφορετικά από πριν, μόλις εγκατασταθεί το σύστημα όρασης. Μερικοί χρόνους διακοπής παραγωγής είναι αναμενόμενο πριν αρχίσει να λειτουργεί αποτελεσματικά η όλη εγκατάσταση.
Συμπέρασμα
Τα ρομπότ είναι φτιαγμένα όπως τα ανθρώπινα όντα. Επομένως, είναι φυσικό να έχουν κάνει τον κύκλο τους και έχουν καταστεί ικανοί να αναγνωρίζουν και να ερμηνεύουν μοναδικά οπτικά δεδομένα. Ως κατασκευαστής, αυτό θα ήταν μια επένδυση προστιθέμενης αξίας στις βιομηχανικές σας δραστηριότητες. Ωστόσο, ένα σύστημα όρασης ρομπότ είναι επίσης τόσο αποτελεσματικό όσο τα ρομπότ που έχετε. Εάν κάνετε τη μετάβαση στον ρομποτικό αυτοματισμό, ξεκινήστε με το δεξί κατασκευαστής βιομηχανικών ρομπότ πριν προχωρήσουμε στα ρομποτικά συστήματα όρασης.