Samostatná a najmä automatická manipulácia s predmetmi je prirodzeným predpokladom úspešnej robotizácie procesov. Ako to však docieliť, keď objekty sú rôznych tvarov, veľkostí, hmotností i materiálov? Odkiaľ má robot vedieť, odkiaľ ich vziať, ako ich uchopiť a premiestniť, keď nemá „oči“?
S takými a podobnými otázkami sa potýkali inžinieri v začiatkoch automatizačnej éry. Dnes sú tie „oči“ už pomerne „vychytanou“ súčasťou robotov a automatizovaných výrobných liniek. O tom, kde a kedy ich použiť, ktoré z nich zvoliť a prečo sa to oplatí, sa dozviete v nasledujúcich riadkoch.
Čo je strojové videnie?
„Oči“ robota, alebo strojové či počítačové videnie ako sa odborne nazývajú, označujú sofistikovaný kamerový systém, ktorý želaný predmet skenuje a zdigitalizuje do dát. Tie sa potom pomocou softvéru a algoritmov porovnajú s ideálnou sadou údajov – teda ideálnym obrazom a stavom predlohy. Podľa tejto informácie robot reaguje.
Systémov snímania a digitalizácie produktov je však viac, v závislosti od počtu dimenzií alebo rovín, ktoré je potrebné zosnímať, od 1D až po 6D a aktuálne už aj s prídavkom AI. Vyvíjali sa postupne a ich použitie závisí v zásade od povahy predmetu, s ktorým sa bude akokoľvek manipulovať.
Zahŕňajú celé spektrum produktov od:
- skenerov,
- čítačiek čiarových a 2D kódov,
- cez inteligentné kamery,
- až po vstavané systémy.
Dokážu tak pokryť širokú škálu požiadaviek na výkon a cenu v priemyselnej sfére, predovšetkým v týchto segmentoch:
- automobilovom,
- elektrotechnickom,
- potravinárskom,
- farmácii,
- logistike,
- príprava jedál v reštaurácii,
- v e-shopoch.
Metódy strojového videnia
Strojové videnie s 1D analyzuje signál „jednej línie“ v čase namiesto pozerania sa na celú oblasť naraz. Takáto metóda sa najčastejšie využíva v prípade detekcie rôznych defektov počas kontinuálnej výroby, ako je napríklad výroba papiera, a teda verifikácie kvality rolky papiera na dopravnom páse, kontrola plechov počas navíjania a podobne.
Výraznou vývojovou etapou, ktorá posunula robotizáciu do širokej škály výrobných procesov priemyselnej výroby, potravinárstve či logistiky sú systémy 2D. Dokážu nielen snímať tovar a umožniť manipuláciu s ním, ale dokážu byť aj systémom vizuálnej kontroly.
Pre automatizovanie procesov sú ideálne tzv. presné procesy. V rámci nich prichádzajú vstupné diely do technológie uložené v presných pozíciách, ako napríklad v blistroch. Robot tak na požadované pozície môže ísť relatívne naslepo, riadený presnými súradnicami. Tento spôsob práce, adaptovaný najskôr najmä v automobilkách, sa postupom času preniesol aj na ich dodávateľov.
Automatizáciu menej presného výrobného procesu umožňuje zapojenie kamier. Na to, aby ich stroj videl, je potrebné, aby materiál prichádzal pod ňu postupne, vysypaný na dopravník tak, aby sa jednotlivé kusy neprekrývali. Ideálne riešenie pre všetky symetrické tvary – valčeky, kvádre – či už je to púder alebo čokoládová pralinka, kamera bezchybne zosníma obrys tvaru a zameria stred alebo iné požadované miesto. To robotickej „ruke“ stačí na absolútne neomylné uchopenie.
Aké sú výhody strojového videnia?
-
Efektívnosť
Tento, dnes už bežný systém, je finančne efektívny a nie je potrebné investovať do prípravy dielov. Uchopovanie závisí od materiálu dielu a existuje viacero možností – od mechanického prostredníctvom kovových prstov, cez magnetický úchop, až k rôznym prísavkám a zmršťovacím gripprom.
Kontrola i trasovanie 2D kamery sú ideálnym pomocníkom robota nielen pri zameriavaní dielov na ploche, ale aj na rozpoznávanie čiarových kódov, QR kódov prípadne číslicových kódov. Tie sa využívajú pri triedení a trasovaní zásielok, či vyrobených dielov.
-
Flexibilita
V prípade, že „oči“ môžu snímať aj ďalšiu dimenziu, robotovi dodajú veľkú mieru flexibility. Predmety tak k nemu môžu prísť rôzne natočené, ľubovoľne rozmiestnené, neštandardných profilov a robot bude aj tak vedieť vyhodnotiť, ako presne natočiť svoj úchop, aby mohol s produktom manipulovať. To otvára dvere širokej škále takých procesov, ktoré nie sú vždy úplne presné. Navyše pritom odpadá proces a v podstate aj materiál na ukladanie dielov do blistrov. Diely môžu prísť na začiatok automatizovanej linky akokoľvek uložené v prepravke.
Budúcnosť strojového videnia
Nová funkcionalita, ktorú dnes prostredníctvom umelej inteligencie systémy získavajú, rozširujú obzory strojového videnia a automatizácie ešte ďalej. Od voľne uložených zubných pást na páse sa dá prikročiť nielen k ich robotickému postupnému vyberaniu z plnej prepravky a ukladaniu do papierových obalov, ale napríklad aj k triedeniu balíkov a listových zásielok.
3D systémy a algoritmy, ktoré prostredníctvom AI a neurónových sietí naučia robot rozoznávať balík od obálky a triediť zásielky, ušetria únavnú, stereotypnú, ale potrebnú prácu ľuďom. Najmä nedávna pandémia presvedčila, aká praktická dokáže byť aplikácia strojového videnia v logistike a distribučných skladoch. Rast elektronického obchodovania, množstvá zásielok a nedostatok pracovníkov ukázal, že bez podobných aplikácií to už nepôjde.
Svoje uplatnenie si však 3D systémy videnia nachádzajú aj mimo logistiky. Jedným z takých segmentov je triedenie odpadu. Ale aj v ďalších segmentoch hospodárstva prichádzajú k úžitku. Raz je to triedenie rôznych druhov rožkov, ktoré prechádzajú cez pec, inokedy triedenie a kontrola správnosti farebnej škály pier v obaloch. Nepodarky predsa stoja peniaze.
Pozrite si naše robotizované riešenia v rôznych priemyselných oblastiach. Priblížte si jednotlivé scény a získajte viac informácií cez reálne videá.
