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Ogni anno i robot diventano più avanzati e vengono incaricati di svolgere compiti più complessi rispetto a prima. A differenza del lavoro umano, non si stancano e sono molto più veloci nelle loro operazioni. Tuttavia, man mano che vengono incorporati in sempre più processi industriali, cresce la necessità di renderli più sicuri per gli spazi produttivi e più accurati nelle loro operazioni.
Nasce da questo bisogno di fare robot industriali più “consapevoli” della nascita dei sistemi di visione robotica. Il che fa sorgere la domanda: cosa sono i sistemi di visione robotica? Come funzionano e rendono davvero migliori i robot? Ecco uno sguardo approfondito a tutto questo e altro ancora.
Cos'è la visione robotica?
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La visione robotica in senso lato è un concetto che cerca di aiutare i robot a vedere. Si tratta di un sistema composto da diverse parti che consentono al robot di interpretare i dati visivi nell'ambiente circostante. Queste parti includono:
Telecamere: sono montate sul robot o nel suo spazio di lavoro e fungono da "occhi" del robot.
Illuminazione speciale: l'illuminazione mantiene illuminata l'area di lavoro e/o gli oggetti su cui sta lavorando il robot in modo che la telecamera possa catturarli chiaramente
Software: algoritmo informatico su cui opera l'intero sistema visivo.
Come funziona la visione robotica?
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Il funzionamento di un sistema di visione robotica è una serie di passaggi che possono sembrare lunghi ma che avvengono in pochi secondi. Ogni parte del sistema funziona insieme alle altre per rendere possibile la “vista”. I passaggi si sviluppano come segue:
Al robot viene assegnato un compito come l'assemblaggio di microparti su una scheda PCB. Per assemblare la parte giusta al posto giusto, sono necessarie un'elevata precisione e una guida visiva per regolarne i movimenti secondo necessità.
La telecamera viene attivata per visualizzare l'area di lavoro o la posizione del pezzo e dove deve essere posizionato.
L'immagine catturata dalla telecamera viene inviata al controller del robot che la interpreta utilizzando l'algoritmo del computer.
Secondo questa interpretazione, un segnale di comando viene trasmesso dal controller al robot di assemblaggio braccio.
Il comando è un codice di istruzioni su quale parte il braccio del robot dovrebbe seguire tra la raccolta della parte e il punto in cui dovrebbe posizionarla sulla scheda PCB.
L'immagine catturata e trasmessa da un sistema di visione robotica non è solo una foto visiva. Cattura parametri quali lunghezza, larghezza e altezza delle parti. Questi dettagli sono essenziali poiché aiutano il robot a distinguere i diversi oggetti e informano anche su come posizionarsi e sulla forza necessaria per eseguire i compiti. A volte, per una maggiore precisione, è possibile utilizzare la triangolazione laser per ricavare tali parametri. È un metodo più preciso poiché i laser delineano gli oggetti e le loro dimensioni possono quindi essere riprese dalla fotocamera.
Visione 3D sta prendendo piede anche nei sistemi di visione robotica. Sebbene segua lo stesso concetto di visione menzionato sopra, offre una visione più sana da diverse angolazioni. Tuttavia, oltre alle altre parti presenti in un tipico sistema di visione robotica, un sistema di visione 3D comprende uno scanner. Viene utilizzato per analizzare tutte e 3 le dimensioni di una parte o di un'area di lavoro e far sì che il robot agisca di conseguenza. È più avanzato ed efficace della triangolazione laser.
Perché i produttori dovrebbero utilizzare sistemi di visione robotica?
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Il robot medio può essere programmato per eseguire compiti in modo abbastanza efficace con una supervisione minima. In effetti, nella maggior parte delle fabbriche è così già da qualche tempo. Quindi ti starai chiedendo: è necessario integrare i sistemi di visione robotica nei tuoi robot? Aggiunge valore alle operazioni del tuo robot? La breve risposta è sì. Ecco alcuni modi in cui i tuoi robot industriali potrebbero essere migliorati dai sistemi di visione robotica.
Precisione: considera quanto bene eseguiresti un compito bendato rispetto a come lo faresti con la vista completa. Quest'ultima è migliore, non è vero? Anche questo vale per i robot. Mentre possono contare su sensori per eseguire i compiti, un sistema di visione li rende molto più precisi nel modo in cui gestiscono le parti e lavorano su di esse.
Sicurezza: è stato scoperto che le capacità visive sono altamente efficaci nel rendere i robot più sicuri per gli esseri umani. La combinazione di un sistema di visione robotica e sensori di sicurezza fornisce una doppia garanzia che il robot si fermerà o rallenterà quando rileva e vede un ostacolo sul suo percorso.
Maggiore efficienza operativa quando un robot è dotato di un sistema di visione robotica, è più adattabile. Prendiamo, ad esempio, un robot delta incaricato di smistare gli oggetti che rotolano su un nastro trasportatore. Il suo sistema di visione percepirebbe gli oggetti e la velocità con cui passano attraverso il sistema. Mentre il controller interpreta tali dati visivi, segnala ai bracci del robot di lavorare a una velocità corrispondente a quella del nastro di conversione. Non ci sarebbe bisogno di avviare e fermare il nastro affinché il robot possa tenere il passo e questo migliora l’efficienza.
Efficienza dei costi migliorata: quando l'efficienza operativa migliora, anche i costi operativi diminuiscono. Inoltre, la minore necessità di supervisione e la minore necessità di input extra come il posizionamento dei pallet per supportare la precisione del robot riducono i costi extra.
Valore più elevato: i robot dotati di sistemi di visione robotica possono fare di più, il che ti dà più valore dal robot. Mentre potresti aver utilizzato un Robot SCARA per assemblare solo le parti, è possibile configurare un sistema di visione per eseguire il controllo di qualità dopo l'assemblaggio.
Applicazioni di visione robotica
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Esempi di applicazioni industriali dei sistemi di visione robotica includono:
Magazzini automatizzati - automatizzati robot da magazzino dotati di sistemi di visione robotica vengono utilizzati per raccogliere e consegnare pacchi da varie parti di un magazzino al personale. I sistemi di visione eliminano la necessità per i proprietari dei magazzini di tracciare percorsi specifici per i robot. Aiuta a mitigare i costi dell’automazione e rende il robot più flessibile nelle sue operazioni.
Selezione: la selezione delle merci in una linea di produzione diventa più accurata ed efficiente quando i robot possono identificare prodotti unici utilizzando un sistema visibile. Li rende anche più rapidi e riduce gli sprechi e gli errori che spesso si verificano quando un robot lavora "alla cieca".
Scegli e posiziona, Pallettizzazione: essere in grado di vedere le parti e di regolarne la posizione di conseguenza consente ai robot di eseguire meglio le attività di pallettizzazione e prelievo e posizionamento. Il sistema di visione elimina anche la necessità di sistemi di supporto aggiuntivi come il posizionamento dei pallet.
Farmacie automatizzate: i sistemi robotici dotati di sistemi di visione vengono ora utilizzati per distribuire le prescrizioni nelle farmacie automatiche. Il sistema di visione cattura la prescrizione, invia l'immagine al controller che quindi sposta un contenitore per le prescrizioni al distributore corrispondente della pillola richiesta. È veloce, economico e molto preciso.
Ispezioni dei materiali: funziona particolarmente bene quando il sistema di visione robotica ha uno scanner, in quanto scansiona ogni prodotto per rilevare difetti. Ciò rende l'ispezione della qualità più rapida e accurata, in quanto tale scansione può rilevare difetti che l'occhio umano potrebbe facilmente non vedere.
Fattori da considerare quando si investe in un sistema di visione robotica
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Il concetto di visione robotica è sostanzialmente lo stesso, ma sarebbe essenziale cercare un fornitore di servizi affidabile. Considera che questo è un nuovo concetto che potrebbe dover essere personalizzato per i tuoi robot e per l'intera configurazione di fabbrica. Inoltre, il personale potrebbe aver bisogno di orientamento per adattarsi a questa modalità di funzionamento del robot. Un'azienda di sistemi di visione robotica che possa aiutarti a effettuare questa transizione senza intoppi sarebbe un vantaggio.
Inoltre, pesare il applicazioni industriali intendi incorporare i sistemi di visione robotica quando scegli tra opzioni come 3D e altre. Se le operazioni sono complesse, forse avresti bisogno di sistemi di visione così estesi. Tuttavia, per operazioni di base come il pick and place, un sistema di visione complesso sarebbe sottoutilizzato e quindi inefficiente in termini di costi.
Per quanto riguarda la compatibilità, assicurati di consultare l'azienda produttrice di sistemi di visione robotica per sapere se lo spazio della tua fabbrica è compatibile con un sistema di visione. Ciò sarebbe particolarmente preoccupante se le telecamere dovessero essere montate all’interno dell’area di lavoro anziché sulla struttura del robot. Ciò potrebbe non rendere necessariamente la tua fabbrica non idonea per il sistema, ma potresti dover riorganizzare lo spazio e regolare l'illuminazione.
Sfide dei sistemi di visione robotica
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Investire in sistemi di visione robotica è un’impresa costosa. Dato che i sistemi sono relativamente nuovi sul mercato, uno di qualità potrebbe costarti una notevole quantità di denaro. Ciò si aggiunge ai costi di manutenzione e ad alcune modifiche strutturali che potresti dover apportare nel tuo spazio di fabbrica. Questa è una sfida che spesso rende tali sistemi inaccessibili ai produttori che operano con vincoli di budget.
Anche la programmazione dei sistemi di visione robotica può essere piuttosto complessa. Non sono una soluzione plug-and-play. Nel caso in cui il tuo fornitore di servizi non sia interessato al servizio post-vendita, potresti dover assumere esperti per far funzionare il tuo sistema come dovrebbe. Oltre a ciò, ci sarà un periodo di adattamento in quanto i robot inizieranno a funzionare in modo leggermente diverso rispetto a prima una volta installato il sistema di visione. Alcuni tempi di fermo produzione sono prevedibili prima che l'intera configurazione inizi a funzionare in modo efficiente.
Conclusione
I robot sono realizzati a somiglianza degli esseri umani. È quindi naturale che abbiano chiuso il cerchio e siano diventati capaci di identificare e interpretare in modo univoco i dati visivi. In qualità di produttore, questo rappresenterebbe un investimento a valore aggiunto nelle vostre operazioni industriali. Tuttavia, anche un sistema di visione robotica è efficace quanto i robot di cui disponi. Se stai passando all'automazione robotica, inizia impegnando la destra produttore di robot industriali prima di passare ai sistemi di visione robotica.