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ロボットは年々進化しており、以前よりも複雑なタスクを実行するように割り当てられています。人間の労働とは異なり、彼らは疲れることがなく、作業がはるかに速くなります。しかし、より多くの産業プロセスに組み込まれるにつれて、工場スペースをより安全にし、操作をより正確にする必要性が高まっています。
作る必要があるからです 産業用ロボット ロボットビジョンシステムが登場したことをさらに「認識」しました。ここで、ロボットビジョンシステムとは何なのかという疑問が生じます。それらはどのように機能し、本当にロボットをより良くするのでしょうか?ここでは、そのすべてとそれ以上について詳しく説明します。
ロボットビジョンとは何ですか?
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ロボットビジョンとは、一般的な意味では、ロボットの視覚を支援しようとする概念です。これは、ロボットが周囲の視覚データを解釈できるようにするさまざまな部分で構成されるシステムです。これらの部分には次のものが含まれます。
カメラ - ロボットまたはその作業スペースに取り付けられ、ロボットの「目」として機能します。
特殊照明 - 照明は作業エリアやロボットが作業している物体を照らし、カメラがそれらを鮮明に撮影できるようにします。
ソフトウェア - これは、ビジョン システム全体が動作するコンピュータ アルゴリズムです。
ロボットビジョンはどのように機能するのでしょうか?
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ロボット ビジョン システムの動作は一連のステップであり、長く見えるかもしれませんが、数秒以内に完了します。システムのすべての部分が他の部分と連携して動作し、「視覚」を可能にします。手順は次のように展開されます。
ロボットには、PCB 基板上に微細部品を組み立てるなどのタスクが割り当てられます。適切な部品を適切な場所に組み立てるには、高い精度と、必要に応じて動きを調整するための視覚的なガイドが必要です。
カメラが起動して、作業範囲または部品の位置と配置場所を視覚化します。
カメラで捉えた画像はロボット コントローラーに送信され、コンピューター アルゴリズムを使用して画像が解釈されます。
この解釈から、コマンド信号はコントローラーからコントローラーに中継されます。 組立ロボット 腕。
このコマンドは、ロボット アームが部品を収集してから PCB 基板上のどこに配置するまでの間にどの部品をたどるべきかについての指示のコードです。
ロボットビジョンシステムによって捕捉され中継される画像は、単なる視覚的な写真ではありません。パーツの長さ、幅、高さなどのパラメータをキャプチャします。これらの詳細は、ロボットがさまざまなオブジェクトを区別するのに役立ち、また、タスクを実行するために必要な力だけでなく、ロボット自身の位置をどのようにすべきかについても知らせるために不可欠です。場合によっては、より正確にするために、レーザー三角測量を使用してそのようなパラメーターを導出することができます。これは、レーザーでオブジェクトの輪郭を描き、そのサイズをカメラで検出できるため、より正確な方法です。
3Dビジョン ロボットビジョンシステムでも同様に普及が進んでいます。上で述べたものと同じビジョンコンセプトに従っていますが、さまざまな角度からより健全なビューを提供します。ただし、3D ビジョン システムには、一般的なロボット ビジョン システムに存在する他の部品に加えて、スキャナが含まれています。これは、部品または作業範囲の 3 次元すべてを分析し、それに応じてロボットが動作するようにトリガーするために使用されます。レーザー三角測量よりも高度で効果的です。
メーカーはなぜロボットビジョンシステムを使用する必要があるのでしょうか?
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平均的なロボットは、最小限の監視で非常に効果的にタスクを実行するようにプログラムできます。実際、これはしばらくの間、ほとんどの工場で当てはまります。それで、ロボットビジョンシステムをロボットに統合する必要があるのかと疑問に思うかもしれません。それはロボットの操作に何らかの価値をもたらしますか?それに対する簡単な答えは「はい」です。ここでは、産業用ロボットがロボット ビジョン システムによって改善される方法をいくつか紹介します。
精度 – 目隠しをした状態でタスクをどの程度うまく実行できるか、また、完全な視力がある状態でタスクをどの程度うまく実行できるかを考えてみましょう。後者の方が優れていると思いませんか? これはロボットにも当てはまります。ロボットはセンサーに頼ってタスクを実行できますが、視覚システムを使用すると、部品の取り扱いや作業の精度がはるかに高くなります。
安全性 - 視覚機能は、人間がロボットと作業する際に安全性を高めるのに非常に効果的であることがわかっています。ロボット視覚システムと安全センサーを組み合わせることで、ロボットが進路上の障害物を感知して確認すると、ロボットが停止または減速することが二重に保証されます。
ロボットにロボットビジョンシステムが搭載されると、適応性が向上し、運用効率が向上します。たとえば、 デルタロボット ベルトコンベア上を転がる物体を仕分ける仕事です。その視覚システムは、物体と、それらがシステムを通過する速度を認識します。コントローラーがそのような視覚データを解釈すると、ロボットアームに変換ベルトの速度と一致する速度で動作するように信号を送ります。ロボットが追いつくためにベルトを始動および停止する必要がなくなり、効率が向上します。
コスト効率の向上 - 運用効率が向上すると、運用コストも下がります。さらに、監視の必要性が減り、ロボットの精度をサポートするためのパレットの配置などの追加入力の必要性も減るため、余分なコストが削減されます。
より高い価値 - ロボットビジョンシステムを備えたロボットはより多くのことができるため、ロボットからより多くの価値を得ることができます。 スカラロボット 部品を組み立てるだけなので、組み立て後に品質検査を実行するようにビジョンシステムを構成できます。
ロボットビジョンアプリケーション
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ロボットビジョンシステムの産業応用例には次のようなものがあります。
自動倉庫 - 自動化 倉庫ロボット ロボットビジョンシステムを搭載したシステムは、倉庫のさまざまな場所から荷物を収集し、スタッフに配送するために使用されます。ビジョン システムを使用すると、倉庫所有者がロボットの特定の経路を計画する必要がなくなります。これにより、自動化のコストが軽減され、ロボットの操作がより柔軟になります。
仕分け - ロボットが視覚システムを使用して個別の製品を識別できる場合、製造ラインでの商品の仕分けはより正確かつ効率的になります。また、ロボットが「目が見えていない」状態で作業する場合によく発生する無駄やエラーを削減し、作業速度も向上します。
ピックアンドプレースパレタイジング - 部品を視認し、それに応じて位置を調整できるため、ロボットはパレタイジングやピックアンドプレース作業をより効率的に実行できます。ビジョン システムにより、パレットの位置決めなどの追加のサポート システムも不要になります。
自動薬局 - ビジョン システムを備えたロボット システムが、自動薬局での処方箋の調剤に使用されています。ビジョン システムは処方箋をキャプチャし、その画像をコントローラに送信します。コントローラは、処方箋カップを要求された錠剤の対応するディスペンサーに移動します。これは高速で経済的、かつ非常に正確です。
材料検査 - これは、ロボット ビジョン システムにスキャナーが搭載されている場合に特に効果的です。スキャナーは各製品をスキャンして欠陥を検出します。このスキャンにより、人間の目では簡単に見逃してしまうような欠陥を検出できるため、品質検査がより迅速かつ正確になります。
ロボットビジョンシステムに投資する際に考慮すべき要素
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ロボット ビジョンのコンセプトはほぼ同じですが、信頼できるサービス プロバイダーを探すことが不可欠です。これは新しい概念であり、ロボットや工場のセットアップ全体に合わせてカスタマイズする必要がある可能性があることを考慮してください。さらに、スタッフがこのロボット操作モードに適応するためにある程度の知識が必要になる場合があります。この移行をスムーズに進めるのに役立つロボットビジョンシステム会社があれば、プラスになります。
さらに重さを量ってみると、 産業用アプリケーション 3D などのオプションから選択して、ロボット ビジョン システムを組み込む予定です。操作が複雑な場合は、おそらくこのような広範なビジョン システムが必要になるでしょう。ただし、ピック アンド プレイスなどの基本的な操作では、複雑なビジョン システムは十分に活用されず、コスト効率が低くなります。
互換性については、工場スペースがビジョン システムと互換性があるかどうかについて、必ずロボット ビジョン システム会社にご相談ください。これは、カメラがロボット構造上ではなく作業範囲内に取り付けられる場合に特に懸念されます。必ずしも工場がシステムの対象外になるわけではありませんが、スペースの再配置や照明の調整が必要になる場合があります。
ロボットビジョンシステムの課題
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ロボットビジョンシステムへの投資は多額の費用がかかります。これらのシステムは市場では比較的新しいため、高品質のものを購入するとかなりの金額がかかる可能性があります。これには、メンテナンスのコストや、工場スペースで行う必要があるいくつかの構造変更に加えて、コストがかかります。これは、予算の制約内で事業を行うメーカーにとって、このようなシステムを利用できなくなることがよくある課題です。
ロボットビジョンシステムのプログラミングも非常に複雑になる場合があります。これらはプラグアンドプレイのソリューションではありません。サービスプロバイダーがアフターサービスに熱心でない場合は、システムを正常に動作させるために専門家を雇う必要があるかもしれません。これに加えて、ビジョンシステムの設置後はロボットが以前とは少し異なる動作をし始めるため、調整期間が発生します。いくつかの 生産のダウンタイム セットアップ全体が効率的に実行され始める前に、これらの作業が行われることが予想されます。
結論
ロボットは人間に似て作られています。したがって、それらが一周して視覚データを一意に識別して解釈できるようになったのは当然のことです。メーカーとして、これは産業運営に対する付加価値のある投資となります。ただし、ロボット ビジョン システムの効果も、所有しているロボットと同程度に限られます。ロボットによる自動化に切り替える場合は、適切なソリューションを導入することから始めます。 産業用ロボットメーカー ロボットビジョンシステムに進む前に。