Źródło: www.sodavision.com
Z roku na rok roboty są coraz bardziej zaawansowane i przydzielane są do wykonywania bardziej skomplikowanych zadań niż dotychczas. W przeciwieństwie do pracy ludzkiej nie męczą się i są znacznie szybsze w swoich działaniach. Jednakże w miarę włączania ich do coraz większej liczby procesów przemysłowych rośnie potrzeba zapewnienia ich bezpieczniejszych dla przestrzeni fabrycznych i dokładniejszych w działaniu.
To z tego trzeba zrobić roboty przemysłowe bardziej „świadomi” powstania robotycznych systemów wizyjnych. Co nasuwa pytanie, czym są zrobotyzowane systemy wizyjne? Jak działają i czy rzeczywiście czynią roboty lepszymi? Oto szczegółowe omówienie tego wszystkiego i nie tylko.
Co to jest wizja robota?
Źródło: www.fanucamerica.com
Wizja robota w sensie laika to koncepcja, która ma pomóc robotom widzieć. Jest to system składający się z różnych części, które umożliwiają robotowi interpretację danych wizualnych w jego otoczeniu. Części te obejmują:
Kamery – są zamontowane na robocie lub w jego przestrzeni roboczej i pełnią funkcję „oczu” robota.
Specjalne oświetlenie – oświetlenie utrzymuje obszar roboczy i/lub obiekty, nad którymi pracuje robot, w taki sposób, aby kamera mogła je wyraźnie uchwycić
Oprogramowanie – algorytm komputerowy, na którym opiera się działanie całego systemu wizyjnego.
Jak działa wizja robota?
Źródło: prneswprime
Działanie zrobotyzowanego systemu wizyjnego to szereg kroków, które mogą wydawać się długie, ale trwają kilka sekund. Każda część systemu współpracuje ze sobą, umożliwiając „widzenie”. Kroki przebiegają w następujący sposób:
Robotowi przydzielono takie zadanie, jak montaż mikroczęści na płytce PCB. Aby zamontować odpowiednią część we właściwym miejscu, wymagana jest duża precyzja i pewne wizualne wskazówki regulujące jej ruchy w razie potrzeby.
Kamera jest aktywowana, aby wizualizować obszar roboczy lub położenie części i miejsce, w którym powinna zostać umieszczona.
Obraz zarejestrowany przez kamerę przesyłany jest do sterownika robota, który interpretuje go za pomocą algorytmu komputerowego.
Zgodnie z tą interpretacją sygnał sterujący jest przekazywany ze sterownika do robota montażowego ramię.
Polecenie to kod instrukcji określający, jaką część powinno podążać ramię robota od momentu zebrania części do miejsca, w którym należy ją umieścić na płytce drukowanej.
Obraz uchwycony i przekazany przez system wizyjny robota to nie tylko zdjęcie wizualne. Przechwytuje parametry takie jak długość, szerokość i wysokość części. Szczegóły te są niezbędne, ponieważ pomagają robotowi odróżnić różne obiekty, a także informują o tym, jak powinien się ustawić i jaką siłę potrzebną do wykonania zadań. Czasami, dla większej dokładności, do uzyskania takich parametrów można zastosować triangulację laserową. Jest to metoda bardziej precyzyjna, ponieważ lasery wyznaczają obiekty, a ich rozmiary mogą być następnie rejestrowane przez kamerę.
Wizja 3D jest równie zauważalny w robotycznych systemach wizyjnych. Chociaż opiera się na tej samej koncepcji widzenia, co wspomniana powyżej, zapewnia bardziej zdrowe oglądanie pod różnymi kątami. Jednakże oprócz innych części typowego robota wizyjnego, system wizyjny 3D zawiera skaner. Służy do analizy wszystkich 3 wymiarów części lub obszaru roboczego i wyzwalania odpowiedniego działania robota. Jest bardziej zaawansowana i skuteczna niż triangulacja laserowa.
Dlaczego producenci powinni używać robotycznych systemów wizyjnych?
Źródło: www.educba.com
Przeciętnego robota można zaprogramować tak, aby wykonywał zadania dość skutecznie przy minimalnym nadzorze. Tak jest już od jakiegoś czasu w większości fabryk. Być może zastanawiasz się, czy konieczne jest integrowanie robotycznych systemów wizyjnych ze swoimi robotami? Czy dodaje to jakąś wartość do operacji wykonywanych przez robota? Krótka odpowiedź na to pytanie brzmi: tak. Oto niektóre sposoby ulepszenia robotów przemysłowych za pomocą robotycznych systemów wizyjnych.
Dokładność – zastanów się, jak dobrze wykonałbyś zadanie z zawiązanymi oczami, a jak wykonałbyś je z pełnym polem widzenia. To drugie jest lepsze, prawda? Dotyczy to również robotów. Podczas gdy mogą polegać na czujnikach, aby wykonywać zadania, system wizyjny sprawia, że są o wiele dokładniejsze w sposobie, w jaki obsługują części i pracują nad nimi.
Bezpieczeństwo – stwierdzono, że możliwości wizualne są wysoce skuteczne w czynieniu robotów bezpieczniejszymi dla ludzi. Połączenie systemu wizyjnego robota i czujników bezpieczeństwa daje podwójną pewność, że robot zatrzyma się lub zwolni, gdy wyczuje i zobaczy przeszkodę na swojej drodze.
Wyższa wydajność operacyjna, gdy robot jest wyposażony w system wizyjny robota, jest bardziej adaptacyjny. Weźmy na przykład robot delta którego zadaniem jest sortowanie przedmiotów toczących się na przenośniku taśmowym. Jego system wizyjny będzie postrzegał obiekty i prędkość ich przechodzenia przez system. Gdy sterownik interpretuje takie dane wizualne, wysyła sygnał do ramion robota, aby pracowały z prędkością odpowiadającą prędkości pasa konwertującego. Robot nie musiałby uruchamiać i zatrzymywać taśmy, aby nadążyć, co poprawia wydajność.
Poprawiona efektywność kosztowa – gdy efektywność operacyjna wzrasta, koszty operacyjne również spadają. Ponadto zmniejszone zapotrzebowanie na nadzór i mniejsze zapotrzebowanie na dodatkowe dane wejściowe, takie jak pozycjonowanie palet w celu wsparcia dokładności robota, obniżają dodatkowe koszty.
Większa wartość — roboty wyposażone w robotyczne systemy wizyjne mogą zrobić więcej, co daje Ci większą wartość z robota. Podczas gdy mogłeś użyć Robot SCARA aby tylko montować części, system wizyjny można skonfigurować tak, aby przeprowadzał kontrolę jakości po montażu.
Aplikacje wizyjne robotów
Źródło: www.vision-systems.com
Przykłady zastosowań przemysłowych robotycznych systemów wizyjnych obejmują:
Magazyny automatyczne- zautomatyzowane roboty magazynowe wyposażone w zrobotyzowane systemy wizyjne, służą do odbierania i dostarczania paczek z różnych części magazynu do personelu. Systemy wizyjne eliminują potrzebę wyznaczania przez właścicieli magazynów określonych ścieżek dla robotów. Pomaga obniżyć koszty automatyzacji i uelastycznić robota w jego działaniu.
Sortowanie – sortowanie towarów na linii produkcyjnej jest dokładniejsze i wydajniejsze, gdy roboty mogą identyfikować unikalne produkty za pomocą widocznego systemu. Sprawia to również, że są szybsze i zmniejsza straty i błędy, które często występują, gdy robot pracuje „w ciemno”.
Wybierz i umieść, Paletyzacja – możliwość zobaczenia części i odpowiedniego dostosowania ich położenia sprawia, że roboty lepiej wykonują zadania paletyzacji i pick and place. System wizyjny eliminuje również potrzebę dodatkowych systemów wsparcia, takich jak pozycjonowanie palet.
Zautomatyzowane apteki — robotyczne systemy wyposażone w systemy wizyjne są obecnie wykorzystywane do wydawania recept w aptekach samochodowych. System wizyjny przechwytuje receptę, wysyła obraz do kontrolera, który następnie przesuwa pojemnik na receptę do odpowiedniego dozownika żądanej pigułki. Jest szybki, ekonomiczny i bardzo precyzyjny.
Kontrole materiałów – działa to szczególnie dobrze, gdy system wizyjny robota ma skaner, który skanuje każdy produkt w celu wykrycia wad. Dzięki temu kontrola jakości jest szybsza i dokładniejsza, ponieważ takie skanowanie może wykryć wady, których ludzkie oko mogłoby łatwo nie zauważyć.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy inwestowaniu w zrobotyzowany system wizyjny
Źródło: Pixabay
Koncepcja wizji robota jest w dużej mierze taka sama, ale konieczne byłoby znalezienie niezawodnego dostawcy usług. Należy wziąć pod uwagę, że jest to nowa koncepcja, która może wymagać dostosowania do Twoich robotów i całej konfiguracji fabrycznej. Co więcej, Twój personel może potrzebować pewnej orientacji, aby dostosować się do tego trybu działania robota. Dodatkowym atutem będzie firma zajmująca się systemami wizyjnymi dla robotów, która może pomóc w płynnym przejściu na tę zmianę.
Dodatkowo zważ przemysłowych zamierzasz zastosować zrobotyzowane systemy wizyjne, wybierając pomiędzy opcjami takimi jak 3D i innymi. Jeśli operacje są złożone, być może potrzebne będą tak rozbudowane systemy wizyjne. Jednakże w przypadku podstawowych operacji, takich jak pick and place, złożony system wizyjny byłby niewykorzystany, a zatem nieopłacalny.
W sprawie kompatybilności należy skonsultować się z firmą zajmującą się systemami wizyjnymi dla robotów, aby dowiedzieć się, czy przestrzeń produkcyjna będzie kompatybilna z systemem wizyjnym. Byłoby to szczególnie niepokojące, jeśli kamery mają być montowane w obszarze roboczym, a nie na konstrukcji robota. Nie musi to koniecznie oznaczać, że Twoja fabryka nie będzie kwalifikować się do systemu, ale być może będziesz musiał zmienić aranżację przestrzeni i dostosować oświetlenie.
Wyzwania robotycznych systemów wizyjnych
Źródło: Pixabay
Inwestycja w zrobotyzowane systemy wizyjne jest kosztownym przedsięwzięciem. Biorąc pod uwagę, że systemy te są stosunkowo nowe na rynku, wysokiej jakości system może zapewnić zwrot znacznych kwot. Do tego dochodzą koszty konserwacji i pewne zmiany konstrukcyjne, które być może trzeba będzie wprowadzić w przestrzeni fabrycznej. Jest to wyzwanie, które często sprawia, że takie systemy są niedostępne dla producentów działających w ramach ograniczeń budżetowych.
Programowanie robotycznych systemów wizyjnych również może być dość złożone. Nie są rozwiązaniem typu plug-and-play. Jeśli Twój usługodawca nie jest zainteresowany obsługą posprzedażową, może być konieczne zatrudnienie ekspertów, aby Twój system działał tak, jak powinien. Oprócz tego nastąpi okres dostosowawczy, ponieważ po zainstalowaniu systemu wizyjnego roboty zaczną działać nieco inaczej niż wcześniej. Niektóre przestoje produkcyjne należy się spodziewać, zanim cała konfiguracja zacznie działać wydajnie.
Wniosek
Roboty są stworzone na podobieństwo ludzi. Jest zatem rzeczą naturalną, że zatoczyły koło i stały się zdolne do jednoznacznej identyfikacji i interpretacji danych wizualnych. Dla producenta byłaby to inwestycja o wartości dodanej w Twojej działalności przemysłowej. Jednakże robotyczny system wizyjny jest tak skuteczny, jak posiadane roboty. Jeśli przechodzisz na automatyzację robotyczną, zacznij od zaangażowania prawej strony producent robotów przemysłowych zanim przejdziemy do zrobotyzowanych systemów wizyjnych.