Il robot integra tecnologia elettronica, tecnologia di rilevamento e tecnologia di controllo intelligente. È un dispositivo meccanico in grado di eseguire automaticamente compiti lavorativi. Può accettare comandi umani e può anche agire in modo indipendente in conformità con i principi e i programmi formulati dalla tecnologia di intelligenza artificiale. È stato applicato in molti campi.
Attualmente, i robot industriali possono eseguire solo istruzioni predeterminate in un ambiente strutturato strettamente definito e mancano della capacità di percepire e adattarsi all'ambiente, il che limita notevolmente l'applicazione dei robot. Il metodo di posizionamento visivo del pezzo, combinato con un software dedicato di elaborazione delle immagini, utilizza il controllo visivo del robot senza la necessità di pre-insegnamento o programmazione offline della traiettoria di movimento del robot industriale. Può ottenere un posizionamento affidabile del sistema visivo del robot industriale e svolgere un ruolo attivo nel migliorare l'accuratezza del posizionamento del pezzo e gli effetti di lavorazione. Può risparmiare molto tempo di programmazione e migliorare l'efficienza produttiva e la qualità di lavorazione. In Cina, questo aspetto è principalmente utilizzato nel tracciamento delle saldature dei robot di saldatura.
1. Composizione del sistema di posizionamento visivo
Il sistema di posizionamento visivo del robot è composto da (come mostrato nella figura seguente). Uno strumento di spruzzatura e una singola telecamera sono installati all'estremità del robot articolato in modo che il pezzo possa apparire completamente nell'immagine della telecamera. Il sistema include un sistema di telecamera e un sistema di controllo:
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(1) Sistema di telecamera:
È composto da una singola telecamera, un computer e un sistema di acquisizione (inclusa una scheda di acquisizione immagini), responsabile dell'acquisizione delle immagini visive e degli algoritmi di visione artificiale; si consiglia di utilizzare una telecamera digitale per questo sistema, e l'accuratezza di estrazione sarà superiore a quella di una telecamera generica.
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(2) Sistema di controllo:
composto da un computer e una scatola di controllo, utilizzato per controllare la posizione effettiva dell'estremità del robot;
L'area di lavoro viene fotografata da una telecamera CCD e il computer estrae le caratteristiche di tracciamento tramite metodi di riconoscimento delle immagini per il riconoscimento e il calcolo dei dati.
Figura 1 Composizione del sistema di posizionamento visivo del robot di spruzzatura
2. Principio di funzionamento del sistema di posizionamento visivo
Viene utilizzata la telecamera digitale americana marca TEO TM-C6597E, dotata di un sistema di acquisizione immagini TM-C520HP. È progettata con una telecamera dedicata, una linea di trasmissione bilanciata e una scheda di acquisizione immagini per immettere il segnale video nel calcolatore ed elaborarlo rapidamente. Innanzitutto, selezionare un'immagine locale dell'oggetto da tracciare. Questo passaggio è equivalente al processo di apprendimento offline, stabilendo un sistema di coordinate nell'immagine e addestrando il sistema a trovare l'oggetto di tracciamento. Dopo l'apprendimento, la scheda immagini raccoglie continuamente immagini, estrae caratteristiche di tracciamento, esegue riconoscimento e calcolo dei dati, risolve i valori di posizione dati di ciascun giunto del robot tramite cinematica inversa e infine controlla l'attuatore di estremità ad alta precisione per regolare la posizione del robot.
In questo modo, il sistema di posizionamento visivo combina il matching basato sull'area e il riconoscimento delle caratteristiche di forma per il riconoscimento e il calcolo dei dati, e può identificare rapidamente e accuratamente i contorni e i centri delle caratteristiche dell'oggetto. Il sistema di controllo del robot ottiene l'errore angolare di ciascuna posizione del giunto del robot tramite la soluzione di cinematica inversa, e infine controlla l'attuatore di estremità ad alta precisione per regolare la postura del robot per eliminare questo errore. Questo risolve il problema che la posizione effettiva dell'estremità del robot è lontana dalla posizione desiderata e migliora l'accuratezza di posizionamento dei robot tradizionali.
3. Estrazione delle caratteristiche dell'immagine
Il contrasto tra il pezzo sul banco di lavoro e lo sfondo del banco di lavoro forma una grande differenza di colore, cioè il pezzo viene identificato come nero e viene estratta la linea centrale dell'immagine nera. Il sistema di acquisizione utilizza queste informazioni come caratteristica importante per l'identificazione del pezzo.
Quando un sistema di visione generico acquisisce un'immagine del pezzo, questa non può essere utilizzata direttamente nel sistema di visione a causa di varie condizioni e interferenze di rumore. È necessario eseguire una pre-elaborazione dell'immagine come la correzione della scala di grigi e il filtraggio del rumore attraverso l'analisi e il riconoscimento delle immagini.
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