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Todos os anos, os robôs tornam-se mais avançados e são designados para realizar tarefas mais complexas do que antes. Ao contrário do trabalho humano, eles não se cansam e são muito mais rápidos nas suas operações. No entanto, à medida que são incorporados em mais processos industriais, há uma necessidade crescente de torná-los mais seguros para os espaços fabris e mais precisos nas suas operações.
É a partir desta necessidade que se faz robôs industriais mais “conscientes” de que os sistemas de visão robótica surgiram. O que levanta a questão: o que são sistemas de visão robótica? Como eles funcionam e realmente tornam os robôs melhores? Aqui está uma análise aprofundada de tudo isso e muito mais.
O que é visão robótica?
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A visão do robô no sentido leigo é um conceito que busca ajudar os robôs a ver. É um sistema composto por diferentes partes que permitem ao robô interpretar dados visuais do seu entorno. Essas partes incluem:
Câmeras - são montadas no robô ou em sua área de trabalho e atuam como os "olhos" do robô.
Iluminação especial – a iluminação mantém a área de trabalho e/ou os objetos nos quais o robô está trabalhando iluminados para que a câmera possa capturá-los claramente
Software - é um algoritmo de computador no qual todo o sistema de visão opera.
Como funciona a visão do robô?
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O funcionamento de um sistema de visão robótica é uma série de etapas que podem parecer demoradas, mas acontecem em segundos. Cada parte do sistema funciona em conjunto com as outras para tornar possível a “visão”. As etapas se desenrolam da seguinte forma:
O robô recebe uma tarefa como montar micropeças em uma placa PCB. Para montar a peça certa no lugar certo, é necessária alta precisão e alguma orientação visual para regular seus movimentos conforme necessário.
A câmera é acionada para visualizar o envelope de trabalho ou a posição da peça e onde ela deve ser colocada.
A imagem capturada pela câmera é enviada ao controlador do robô que a interpreta por meio do algoritmo computacional.
A partir desta interpretação, um sinal de comando é retransmitido do controlador para o robô de montagem braço.
O comando é um código de instruções sobre qual parte o braço do robô deve seguir entre a coleta da peça e onde deve colocá-la na placa PCB.
A imagem capturada e transmitida por um sistema de visão robótica não é apenas uma foto visual. Ele captura parâmetros como comprimento, largura e altura das peças. Esses detalhes são essenciais porque ajudam o robô a diferenciar os diferentes objetos e também informam como ele deve se posicionar e também a força necessária para executar as tarefas. Às vezes, para maior precisão, a triangulação a laser pode ser usada para derivar tais parâmetros. É um método mais preciso, pois os lasers delineiam os objetos e seus tamanhos podem então ser captados pela câmera.
Visão 3D está igualmente aumentando em sistemas de visão robótica. Embora siga o mesmo conceito de visão mencionado acima, oferece uma visão mais saudável de diferentes ângulos. No entanto, além das outras peças presentes num sistema típico de visão robótica, um sistema de visão 3D inclui um scanner. É usado para analisar todas as 3 dimensões de uma peça ou envelope de trabalho e acionar o robô para agir de acordo. É mais avançado e eficaz que a triangulação a laser.
Por que os fabricantes devem usar sistemas de visão robótica?
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O robô médio pode ser programado para executar tarefas de forma bastante eficaz com supervisão mínima. Na verdade, esse tem sido o caso na maioria das fábricas já há algum tempo. Então, você deve estar se perguntando: é necessário integrar sistemas de visão robótica em seus robôs? Isso agrega algum valor às operações do seu robô? A resposta breve para isso é sim. Aqui estão algumas maneiras pelas quais seus robôs industriais seriam melhorados por sistemas de visão robótica.
Precisão – considere o quão bem você executaria uma tarefa com os olhos vendados versus como você executaria com visão total. O último é melhor, não é? Isso também se aplica a robôs. Embora eles possam contar com sensores para executar tarefas, um sistema de visão os torna muito mais precisos na forma como eles lidam com peças e trabalham nelas.
Segurança – capacidades visuais foram consideradas altamente eficazes para tornar os robôs mais seguros para humanos trabalharem. A combinação de um sistema de visão robótica e sensores de segurança fornece dupla garantia de que o robô irá parar ou desacelerar quando sentir e ver um obstáculo em seu caminho.
Maiores eficiências operacionais quando um robô é equipado com um sistema de visão robótica, ele é mais adaptável. Tomemos, por exemplo, um robô delta encarregado de classificar objetos rolando em uma esteira transportadora. Seu sistema de visão perceberia os objetos e a velocidade com que eles passam pelo sistema. À medida que o controlador interpreta esses dados visuais, ele sinalizaria aos braços do robô para trabalharem a uma velocidade que correspondesse à da correia de conversão. Não haveria necessidade de iniciar e parar a correia para que o robô a acompanhasse e isso melhoraria a eficiência.
Melhoria na eficiência de custos – quando as eficiências operacionais melhoram, os custos de operação também diminuem. Além disso, a necessidade reduzida de supervisão e menor necessidade de insumos extras, como posicionamento de paletes para dar suporte à precisão do robô, tudo isso reduz os custos extras.
Valor mais alto - robôs que têm sistemas de visão robótica podem fazer mais, o que lhe dá mais valor do robô. Considerando que você pode ter usado um Robô SCARA para montar apenas peças, um sistema de visão pode ser configurado para realizar inspeção de qualidade após a montagem.
Aplicações de visão de robô
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Exemplos de aplicação industrial de sistemas de visão robótica incluem:
Armazéns automatizados - automatizados robôs de armazém equipados com sistemas de visão robótica são usados para coletar e entregar pacotes de várias partes de um armazém para a equipe. Os sistemas de visão eliminam a necessidade dos proprietários de armazéns traçarem caminhos específicos para os robôs. Ajuda a mitigar custos de automação e torna o robô mais flexível em suas operações.
Triagem - a triagem de produtos em uma linha de produção se torna mais precisa e eficiente quando os robôs conseguem identificar produtos únicos usando um sistema visível. Também os torna mais rápidos e reduz desperdícios e erros que geralmente ocorrem quando um robô está trabalhando "às cegas".
Escolha e coloque, Paletização – ser capaz de ver as peças e ajustar sua posição adequadamente faz com que os robôs executem melhor as tarefas de paletização e coleta e colocação. O sistema de visão também elimina a necessidade de sistemas de suporte adicionais, como posicionamento de paletes.
Farmácias automatizadas - sistemas robóticos equipados com sistemas de visão estão sendo usados para dispensar receitas em farmácias automotivas. O sistema de visão captura a receita, envia a imagem para o controlador que então move um copo de receita para o dispensador correspondente do comprimido solicitado. É rápido, econômico e muito preciso.
Inspeções de materiais - isso funciona especialmente bem onde o sistema de visão do robô tem um scanner, pois ele escaneia cada produto para detectar falhas. Isso torna a inspeção de qualidade mais rápida e precisa, pois tal escaneamento pode detectar falhas que o olho humano poderia facilmente deixar passar.
Fatores a serem considerados ao investir em sistema de visão robótica
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O conceito de visão robótica é basicamente o mesmo, mas seria essencial procurar um prestador de serviços confiável. Considere que este é um novo conceito que pode precisar ser personalizado para seus robôs e para toda a configuração da fábrica. Além disso, sua equipe pode precisar de alguma orientação para se adaptar a esse modo de operação do robô. Uma empresa de sistemas de visão robótica que possa ajudá-lo a fazer essa transição sem problemas seria uma vantagem.
Além disso, pese o aplicações industriais você pretende incorporar os sistemas de visão do robô conforme você escolhe entre opções como 3D e outras. Se as operações forem complexas, talvez você precise de sistemas de visão tão extensos. No entanto, para operações básicas como a seleção e colocação, um sistema de visão complexo seria subutilizado e, portanto, ineficiente em termos de custos.
Sobre compatibilidade, não deixe de consultar a empresa de sistemas de visão robótica para saber se o espaço da sua fábrica seria compatível com um sistema de visão. Isto seria especialmente preocupante se as câmeras fossem montadas dentro do envelope de trabalho e não na estrutura do robô. Isso pode não necessariamente tornar sua fábrica inelegível para o sistema, mas pode ser necessário reorganizar o espaço e ajustar a iluminação.
Desafios dos sistemas de visão robótica
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Investir em sistemas de visão robótica é um empreendimento caro. Dado que os sistemas são relativamente novos no mercado, um sistema de qualidade pode custar-lhe uma quantia significativa de dinheiro. Isso se soma aos custos de manutenção, bem como a algumas mudanças estruturais que você pode ter que fazer no espaço de sua fábrica. Este é um desafio que muitas vezes torna tais sistemas inacessíveis aos fabricantes que operam dentro de restrições orçamentais.
A programação de sistemas de visão robótica também pode ser bastante complexa. Eles não são uma solução plug-and-play. Caso o seu provedor de serviços não esteja interessado no serviço pós-venda, pode ser necessário contratar especialistas para que seu sistema funcione como deveria. Além disso, haverá um período de ajuste, pois os robôs começarão a operar de maneira um pouco diferente do que antes, depois que o sistema de visão for instalado. Alguns paradas de produção são esperados antes que toda a configuração comece a funcionar com eficiência.
Conclusão
Os robôs são feitos à semelhança dos seres humanos. Portanto, é natural que eles tenham completado o círculo e se tornado capazes de identificar e interpretar dados visuais de maneira única. Como fabricante, este seria um investimento que agrega valor às suas operações industriais. No entanto, um sistema de visão de robô também é tão eficaz quanto os robôs que você possui. Se você estiver migrando para a automação robótica, comece envolvendo a equipe certa fabricante de robôs industriais antes de passar para sistemas de visão robótica.