Μια σύντομη ανάλυση της τεχνολογίας οπτικής τοποθέτησης βιομηχανικών ρομπότ

Το ρομπότ ενσωματώνει ηλεκτρονική τεχνολογία, τεχνολογία αισθητήρων και τεχνολογία έξυπνου ελέγχου. Είναι μια μηχανική συσκευή που μπορεί να εκτελεί αυτόματα εργασίες. Μπορεί να δέχεται ανθρώπινες εντολές και μπορεί επίσης να ενεργεί ανεξάρτητα σύμφωνα με τις αρχές και τα προγράμματα που διαμορφώνονται από την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης. Έχει εφαρμοστεί σε πολλούς τομείς.

Επί του παρόντος, τα βιομηχανικά ρομπότ μπορούν μόνο να εκτελούν προκαθορισμένες οδηγίες σε ένα αυστηρά καθορισμένο δομημένο περιβάλλον και στερούνται της ικανότητας αντίληψης και προσαρμογής στο περιβάλλον, γεγονός που περιορίζει σημαντικά την εφαρμογή των ρομπότ. Η μέθοδος οπτικής τοποθέτησης του τεμαχίου, σε συνδυασμό με εξειδικευμένο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας, αξιοποιεί τον οπτικό έλεγχο του ρομπότ χωρίς την ανάγκη προ-διδασκαλίας ή προγραμματισμού εκτός σύνδεσης της τροχιάς κίνησης του βιομηχανικού ρομπότ. Μπορεί να επιτύχει αξιόπιστη τοποθέτηση του οπτικού συστήματος του βιομηχανικού ρομπότ και να διαδραματίσει ενεργό ρόλο στη βελτίωση της ακρίβειας τοποθέτησης του τεμαχίου και των αποτελεσμάτων επεξεργασίας. Μπορεί να εξοικονομήσει πολύ χρόνο προγραμματισμού και να βελτιώσει την αποδοτικότητα παραγωγής και την ποιότητα επεξεργασίας. Στην Κίνα, αυτή η πτυχή χρησιμοποιείται κυρίως στην παρακολούθηση συγκολλήσεων από ρομπότ συγκόλλησης.

Το σύστημα οπτικής τοποθέτησης ρομπότ αποτελείται από (όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα). Ένα εργαλείο ψεκασμού και μια μονή κάμερα είναι εγκατεστημένα στο άκρο του αρθρωτού ρομπότ, ώστε το τεμάχιο να εμφανίζεται πλήρως στην εικόνα της κάμερας. Το σύστημα περιλαμβάνει σύστημα κάμερας και σύστημα ελέγχου:

1. (1) Σύστημα κάμερας:

   Αποτελείται από μια μονή κάμερα, έναν υπολογιστή και ένα σύστημα συλλογής (συμπεριλαμβανομένης μιας κάρτας λήψης εικόνας), υπεύθυνο για τη συλλογή οπτικών εικόνων και αλγορίθμων μηχανικής όρασης. Συνιστάται η χρήση ψηφιακής κάμερας για αυτό το σύστημα, και η ακρίβεια εξαγωγής θα είναι υψηλότερη από αυτή μιας γενικής κάμερας.

2. (2) Σύστημα ελέγχου:

   αποτελείται από έναν υπολογιστή και ένα κουτί ελέγχου, που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της πραγματικής θέσης του άκρου του ρομπότ.

Ο χώρος εργασίας φωτογραφίζεται από κάμερα CCD, και ο υπολογιστής εξάγει χαρακτηριστικά παρακολούθησης μέσω μεθόδων αναγνώρισης εικόνας για αναγνώριση και υπολογισμό δεδομένων.

Χρησιμοποιείται ψηφιακή κάμερα αμερικανικής μάρκας TEO, μοντέλο TM-C6597E, εξοπλισμένη με σύστημα λήψης εικόνας TM-C520HP. Είναι σχεδιασμένη με ειδική κάμερα, ισορροπημένη γραμμή μετάδοσης και κάρτα λήψης εικόνας για την εισαγωγή του σήματος βίντεο στον υπολογιστή και την ταχεία επεξεργασία του. Πρώτα, επιλέγεται μια τοπική εικόνα του αντικειμένου που παρακολουθείται. Αυτό το βήμα είναι ισοδύναμο με τη διαδικασία εκμάθησης εκτός σύνδεσης, δημιουργώντας ένα σύστημα συντεταγμένων στην εικόνα και εκπαιδεύοντας το σύστημα να βρίσκει το αντικείμενο παρακολούθησης. Μετά την εκμάθηση, η κάρτα εικόνας συλλέγει συνεχώς εικόνες, εξάγει χαρακτηριστικά παρακολούθησης, εκτελεί αναγνώριση και υπολογισμό δεδομένων, επιλύει τις δεδομένες τιμές θέσης κάθε άρθρωσης του ρομπότ μέσω αντίστροφης κινηματικής, και τέλος ελέγχει τον ενεργοποιητή άκρου υψηλής ακρίβειας για να προσαρμόσει τη θέση του ρομπότ.

Με αυτόν τον τρόπο, το σύστημα οπτικής τοποθέτησης συνδυάζει την αντιστοίχιση βάσει περιοχής και την αναγνώριση χαρακτηριστικών σχήματος για αναγνώριση και υπολογισμό δεδομένων, και μπορεί να αναγνωρίσει γρήγορα και με ακρίβεια τα όρια και τα κέντρα των χαρακτηριστικών του αντικειμένου. Το σύστημα ελέγχου του ρομπότ λαμβάνει το σφάλμα γωνίας κάθε θέσης άρθρωσης του ρομπότ μέσω της επίλυσης αντίστροφης κινηματικής, και τέλος ελέγχει τον ενεργοποιητή άκρου υψηλής ακρίβειας για να προσαρμόσει τη στάση του ρομπότ για να εξαλείψει αυτό το σφάλμα. Αυτό λύνει το πρόβλημα ότι η πραγματική θέση του άκρου του ρομπότ απέχει πολύ από την επιθυμητή θέση, και βελτιώνει την ακρίβεια τοποθέτησης των παραδοσιακών ρομπότ.

Η αντίθεση μεταξύ του τεμαχίου στον πάγκο εργασίας και του φόντου του πάγκου εργασίας δημιουργεί μια μεγάλη διαφορά χρώματος, δηλαδή, το τεμάχιο αναγνωρίζεται ως μαύρο, και η κεντρική γραμμή της μαύρης εικόνας εξάγεται. Το σύστημα λήψης χρησιμοποιεί αυτές τις πληροφορίες ως σημαντικό χαρακτηριστικό για την αναγνώριση του τεμαχίου.

Όταν ένα γενικό σύστημα όρασης λαμβάνει μια εικόνα τεμαχίου, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας στο σύστημα όρασης λόγω διαφόρων συνθηκών και παρεμβολών θορύβου. Πρέπει να πραγματοποιηθεί προεπεξεργασία εικόνας, όπως διόρθωση κλίμακας του γκρι και φιλτράρισμα θορύβου, μέσω ανάλυσης και αναγνώρισης εικόνας.