Una breve analisi della tecnologia di posizionamento visivo dei robot industriali

Il robot integra tecnologia elettronica, tecnologia di rilevamento e tecnologia di controllo intelligente. È un dispositivo macchina in grado di eseguire automaticamente attività lavorative. Può accettare il comando umano e può anche agire in modo indipendente secondo i principi e i programmi formulati dalla tecnologia dell’intelligenza artificiale. È stato applicato in molti campi.

Attualmente, i robot industriali possono solo eseguire istruzioni predeterminate in un ambiente strutturato rigorosamente definito e non hanno la capacità di percepire e adattarsi all’ambiente, il che limita notevolmente l’applicazione dei robot. Il metodo di posizionamento visivo del pezzo, combinato con uno speciale software di elaborazione delle immagini, utilizza il controllo visivo del robot senza la necessità di apprendere o programmare offline in anticipo la traiettoria di movimento del robot industriale. Può ottenere un posizionamento affidabile del sistema visivo del robot industriale e svolgere un ruolo attivo nel migliorare la precisione di posizionamento del pezzo e l'effetto di elaborazione. Può far risparmiare molto tempo di programmazione e migliorare l'efficienza della produzione e la qualità della lavorazione. In Cina, questo aspetto viene utilizzato principalmente per tracciare i cordoni di saldatura mediante 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). All'estremità del robot articolato sono installati uno strumento di spruzzatura e un'unica telecamera in modo che il pezzo possa apparire completamente nell'immagine della telecamera. Il sistema include un sistema di telecamere e un sistema di controllo:

1. Sistema di telecamere: è costituito da una singola telecamera, computer e sistema di acquisizione (compresa la scheda di acquisizione immagini), responsabile dell'acquisizione di immagini visive e algoritmi di visione artificiale; si consiglia di utilizzare una fotocamera digitale per questo sistema e la precisione di estrazione sarà superiore a quella di una fotocamera generale.
2. Sistema di controllo: è costituito da un computer e da una scatola di controllo e viene 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 attraverso metodi di riconoscimento delle immagini per il riconoscimento e il calcolo dei dati.

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Figura 1 Composizione del sistema di posizionamento visivo del robot di spruzzatura

2. Principio di funzionamento del sistema di posizionamento visivo

Viene utilizzata la fotocamera digitale del marchio americano TEO TM-C6597E, dotata di un sistema di acquisizione immagini TM-C520HP. È progettato con una fotocamera dedicata, una linea di trasmissione bilanciata e una scheda di acquisizione immagini per immettere il segnale video nella calcolatrice ed elaborarlo rapidamente. Innanzitutto, seleziona un'immagine locale dell'oggetto da tracciare. Questo passaggio equivale 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 immagine raccoglie continuamente immagini, estrae caratteristiche di tracciamento, esegue l'identificazione e il calcolo dei dati, risolve i valori di posizione specificati di ciascun giunto del robot attraverso la cinematica inversa e infine controlla l'attuatore finale ad alta precisione per regolare la posizione del robot.

In questo modo, il sistema di posizionamento visivo combina la corrispondenza basata sull'area e il riconoscimento delle caratteristiche della forma per il riconoscimento e il calcolo dei dati e può identificare in modo rapido e accurato i confini e i centri delle caratteristiche dell'oggetto. Il sistema di controllo del robot ottiene l'errore angolare di ciascuna posizione articolare del robot attraverso una soluzione cinematica inversa e infine controlla l'attuatore finale ad alta precisione per regolare la postura del robot ed eliminare questo errore. Ciò risolve il problema che la posizione effettiva dell'estremità del robot è lontana dalla posizione desiderata e migliora la precisione 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, ovvero il pezzo viene identificato come nero e viene estratta la linea centrale dell'immagine nera. Il sistema di acquisizione utilizza queste informazioni come una caratteristica importante per identificare il pezzo.

Quando un sistema di visione generale acquisisce un'immagine del pezzo, non può essere utilizzata direttamente nel sistema di visione a causa di varie condizioni e interferenze di rumore. La preelaborazione delle immagini, come la correzione della scala di grigi e il filtraggio del rumore, deve essere eseguita tramite l'analisi e il riconoscimento delle immagini.