Nguồn: www.sodavision.com
Mỗi năm, robot càng trở nên tiên tiến hơn và được giao thực hiện những nhiệm vụ phức tạp hơn trước. Không giống như sức lao động của con người, chúng không mệt mỏi và hoạt động nhanh hơn nhiều. Tuy nhiên, khi chúng được tích hợp vào nhiều quy trình công nghiệp hơn, nhu cầu làm cho chúng trở nên an toàn hơn cho không gian nhà máy và vận hành chính xác hơn ngày càng tăng.
Chính từ nhu cầu này để thực hiện robot công nghiệp 'nhận thức' nhiều hơn về sự ra đời của hệ thống thị giác robot. Điều này đặt ra câu hỏi, hệ thống thị giác robot là gì? Chúng hoạt động như thế nào và chúng có thực sự làm cho robot tốt hơn không? Dưới đây là một cái nhìn sâu sắc về tất cả những điều đó và hơn thế nữa.
Tầm nhìn của Robot là gì?
Nguồn: www.fanucamerica.com
Tầm nhìn của robot theo nghĩa thông thường là một khái niệm nhằm giúp robot nhìn thấy. Nó là một hệ thống bao gồm các bộ phận khác nhau cho phép robot diễn giải dữ liệu hình ảnh trong môi trường xung quanh. Những phần này bao gồm:
Camera - được gắn trên robot hoặc trong không gian làm việc của robot và hoạt động như "mắt" của robot.
Ánh sáng đặc biệt – ánh sáng giúp khu vực làm việc và/hoặc các vật thể mà robot đang xử lý được chiếu sáng để camera có thể chụp rõ chúng
Phần mềm - đây là thuật toán máy tính mà toàn bộ hệ thống thị giác hoạt động dựa trên đó.
Tầm nhìn của Robot hoạt động như thế nào?
Nguồn: prneswprime
Hoạt động của hệ thống thị giác robot là một chuỗi các bước có vẻ dài nhưng chỉ diễn ra trong vài giây. Mọi bộ phận của hệ thống đều hoạt động kết hợp với nhau để tạo ra 'tầm nhìn'. Các bước diễn ra như sau:
Robot được giao nhiệm vụ như lắp ráp các bộ phận vi mô lên bảng PCB. Để lắp ráp đúng bộ phận vào đúng vị trí, nó đòi hỏi độ chính xác cao và một số hướng dẫn trực quan để điều chỉnh chuyển động của nó khi cần thiết.
Máy ảnh được kích hoạt để trực quan hóa đường bao công việc hoặc vị trí của bộ phận và nơi cần đặt nó.
Hình ảnh được camera ghi lại sẽ được gửi đến bộ điều khiển robot để giải thích nó bằng thuật toán máy tính.
Từ cách giải thích này, tín hiệu lệnh được chuyển tiếp từ bộ điều khiển đến robot lắp ráp cánh tay.
Lệnh này là mã hướng dẫn về bộ phận mà cánh tay robot phải tuân theo giữa việc thu thập bộ phận và vị trí đặt nó trên bảng PCB.
Hình ảnh được hệ thống thị giác robot chụp và chuyển tiếp không chỉ là hình ảnh trực quan. Nó ghi lại các thông số như chiều dài, chiều rộng và chiều cao của các bộ phận. Những chi tiết này rất cần thiết vì chúng giúp robot phân biệt các vật thể khác nhau và cũng cho biết vị trí của nó cũng như lực cần thiết để thực hiện các nhiệm vụ. Đôi khi, để có độ chính xác cao hơn, phép đo tam giác laser có thể được sử dụng để rút ra các thông số như vậy. Đây là một phương pháp chính xác hơn vì tia laser phác thảo các vật thể và sau đó máy ảnh có thể xác định được kích thước của chúng.
Tầm nhìn 3D cũng được áp dụng tương tự trong các hệ thống thị giác robot. Mặc dù nó tuân theo khái niệm tầm nhìn tương tự như đã đề cập ở trên, nhưng nó mang lại góc nhìn lành mạnh hơn từ các góc độ khác nhau. Tuy nhiên, ngoài các bộ phận khác có trong hệ thống thị giác robot thông thường, hệ thống thị giác 3D còn bao gồm một máy quét. Nó được sử dụng để phân tích cả 3 chiều của một bộ phận hoặc phạm vi công việc và kích hoạt robot hoạt động tương ứng. Nó tiên tiến và hiệu quả hơn phương pháp tam giác bằng laser.
Tại sao các nhà sản xuất nên sử dụng hệ thống thị giác robot?
Nguồn: www.educba.com
Robot trung bình có thể được lập trình để thực hiện nhiệm vụ khá hiệu quả với sự giám sát tối thiểu. Trên thực tế, điều này đã xảy ra ở hầu hết các nhà máy trong một thời gian. Vì vậy, bạn có thể tự hỏi, liệu bạn có cần thiết phải tích hợp hệ thống thị giác robot vào robot của mình không? Nó có mang lại giá trị gì cho hoạt động robot của bạn không? Câu trả lời ngắn gọn cho điều đó là có. Dưới đây là một số cách cải thiện rô-bốt công nghiệp của bạn nhờ hệ thống thị giác rô-bốt.
Độ chính xác – hãy cân nhắc xem bạn sẽ thực hiện nhiệm vụ tốt như thế nào khi bị bịt mắt so với khi bạn thực hiện với thị lực đầy đủ. Cái sau tốt hơn, phải không? Điều này cũng áp dụng cho robot. Mặc dù chúng có thể dựa vào cảm biến để thực hiện nhiệm vụ, nhưng hệ thống thị giác giúp chúng chính xác hơn nhiều trong cách chúng xử lý các bộ phận và làm việc trên chúng.
An toàn – khả năng thị giác được phát hiện là rất hiệu quả trong việc làm cho robot an toàn hơn cho con người khi làm việc. Sự kết hợp giữa hệ thống thị giác robot và cảm biến an toàn cung cấp sự đảm bảo gấp đôi rằng robot sẽ dừng lại hoặc chậm lại khi cảm nhận và nhìn thấy chướng ngại vật trên đường đi.
Hiệu quả hoạt động cao hơn khi một robot được trang bị hệ thống thị giác robot, nó sẽ thích ứng hơn. Ví dụ, hãy xem xét robot đồng bằng có nhiệm vụ phân loại đồ vật lăn trên băng chuyền. Hệ thống thị giác của nó sẽ nhận biết các vật thể và tốc độ chúng đi qua hệ thống. Khi bộ điều khiển diễn giải dữ liệu trực quan đó, nó sẽ báo hiệu cho cánh tay robot hoạt động ở tốc độ phù hợp với tốc độ của băng chuyển đổi. Sẽ không cần phải khởi động và dừng dây đai để robot theo kịp và điều này giúp cải thiện hiệu quả.
Hiệu quả chi phí được cải thiện – khi hiệu quả hoạt động được cải thiện, chi phí hoạt động cũng giảm xuống. Ngoài ra, nhu cầu giám sát giảm và nhu cầu đầu vào bổ sung ít hơn như định vị pallet để hỗ trợ độ chính xác của robot đều cắt giảm chi phí bổ sung.
Giá trị cao hơn - robot có hệ thống thị giác robot có thể làm được nhiều việc hơn, mang lại cho bạn nhiều giá trị hơn từ robot. Trong khi bạn có thể đã sử dụng Robot SCARA để chỉ lắp ráp các bộ phận, hệ thống thị giác có thể được cấu hình để thực hiện kiểm tra chất lượng sau khi lắp ráp.
Ứng dụng thị giác robot
Nguồn: www.vision-systems.com
Ví dụ về ứng dụng công nghiệp của hệ thống thị giác robot bao gồm:
Kho tự động - tự động hóa robot nhà kho được trang bị hệ thống thị giác robot được sử dụng để thu thập và chuyển các gói hàng từ nhiều bộ phận khác nhau của nhà kho đến nhân viên. Hệ thống thị giác giúp chủ kho không cần phải vạch ra các đường đi cụ thể cho robot. Nó giúp giảm thiểu chi phí tự động hóa và làm cho robot linh hoạt hơn trong hoạt động.
Phân loại - việc phân loại hàng hóa trong dây chuyền sản xuất trở nên chính xác và hiệu quả hơn khi robot có thể xác định các sản phẩm độc đáo bằng hệ thống có thể nhìn thấy. Nó cũng giúp chúng nhanh hơn và giảm lãng phí và lỗi thường xảy ra khi robot hoạt động 'mù quáng'.
Chọn và đặt, Xếp pallet – khả năng nhìn thấy các bộ phận và điều chỉnh vị trí của chúng cho phù hợp giúp robot thực hiện các nhiệm vụ xếp pallet và nhặt và đặt tốt hơn. Hệ thống thị giác cũng loại bỏ nhu cầu về các hệ thống hỗ trợ bổ sung như định vị pallet.
Nhà thuốc tự động - hệ thống robot được trang bị hệ thống thị giác hiện đang được sử dụng để phân phối đơn thuốc tại các nhà thuốc tự động. Hệ thống thị giác sẽ chụp đơn thuốc, gửi hình ảnh đến bộ điều khiển, sau đó bộ điều khiển sẽ di chuyển cốc đựng đơn thuốc đến bộ phân phối tương ứng của viên thuốc được yêu cầu. Nó nhanh chóng, tiết kiệm và rất chính xác.
Kiểm tra vật liệu - điều này đặc biệt hiệu quả khi hệ thống thị giác robot có máy quét vì nó quét từng sản phẩm để phát hiện lỗi. Điều này giúp kiểm tra chất lượng nhanh hơn và chính xác hơn vì quét như vậy có thể phát hiện ra lỗi mà mắt người có thể dễ dàng bỏ sót.
Các yếu tố cần xem xét khi đầu tư vào hệ thống thị giác robot
Nguồn: Pixabay
Khái niệm về tầm nhìn robot phần lớn giống nhau nhưng điều cần thiết là phải tìm kiếm một nhà cung cấp dịch vụ đáng tin cậy. Hãy cân nhắc rằng đây là một khái niệm mới có thể cần được tùy chỉnh cho robot của bạn và toàn bộ thiết lập nhà máy. Hơn nữa, nhân viên của bạn có thể cần một số định hướng để thích ứng với chế độ vận hành robot này. Một công ty cung cấp hệ thống thị giác robot có thể giúp bạn thực hiện quá trình chuyển đổi này một cách suôn sẻ sẽ là một điểm cộng.
Ngoài ra, hãy cân ứng dụng công nghiệp bạn dự định kết hợp các hệ thống thị giác robot khi bạn chọn giữa các tùy chọn như 3D và các tùy chọn khác. Nếu các hoạt động phức tạp thì có lẽ bạn sẽ cần những hệ thống thị giác mở rộng như vậy. Tuy nhiên, đối với các hoạt động cơ bản như chọn và đặt, một hệ thống thị giác phức tạp sẽ không được sử dụng đúng mức và do đó không hiệu quả về mặt chi phí.
Về khả năng tương thích, hãy nhớ tham khảo ý kiến của công ty hệ thống thị giác robot xem liệu không gian nhà máy của bạn có tương thích với hệ thống thị giác hay không. Điều này đặc biệt đáng lo ngại nếu camera được lắp bên trong phạm vi làm việc thay vì trên cấu trúc robot. Nó có thể không nhất thiết khiến nhà máy của bạn không đủ điều kiện sử dụng hệ thống nhưng bạn có thể phải sắp xếp lại không gian và điều chỉnh ánh sáng.
Những thách thức của hệ thống thị giác robot
Nguồn: Pixabay
Đầu tư vào hệ thống thị giác robot là một khoản đầu tư tốn kém. Vì các hệ thống này còn khá mới trên thị trường nên một hệ thống chất lượng có thể giúp bạn tiết kiệm một số tiền đáng kể. Điều này cộng thêm chi phí bảo trì cũng như một số thay đổi về cấu trúc mà bạn có thể phải thực hiện trong không gian nhà máy của mình. Đây là một thách thức thường khiến các nhà sản xuất hoạt động trong điều kiện hạn chế về ngân sách không thể tiếp cận được các hệ thống như vậy.
Lập trình hệ thống thị giác robot cũng có thể khá phức tạp. Chúng không phải là giải pháp plug-and-play. Trong trường hợp nhà cung cấp dịch vụ của bạn không quan tâm đến dịch vụ sau bán hàng, bạn có thể cần thuê các chuyên gia để hệ thống của bạn hoạt động như bình thường. Ngoài ra, sẽ có một khoảng thời gian điều chỉnh khi robot bắt đầu hoạt động hơi khác so với trước đây sau khi hệ thống thị giác được lắp đặt. Một số thời gian ngừng sản xuất được mong đợi trước khi toàn bộ thiết lập bắt đầu chạy hiệu quả.
Kết luận
Robot được tạo ra giống con người. Do đó, điều tự nhiên là họ đã phát triển hoàn thiện và có khả năng xác định và diễn giải dữ liệu hình ảnh một cách duy nhất. Với tư cách là nhà sản xuất, đây sẽ là khoản đầu tư mang lại giá trị gia tăng cho hoạt động công nghiệp của bạn. Tuy nhiên, hệ thống thị giác robot cũng chỉ hiệu quả như những robot bạn có. Nếu bạn đang chuyển sang sử dụng tự động hóa bằng robot, hãy bắt đầu bằng cách sử dụng đúng nhà sản xuất robot công nghiệp trước khi chuyển sang hệ thống thị giác robot.