Krótka analiza technologii wizualnego pozycjonowania robotów przemysłowych

Robot integruje technologię elektroniczną, technologię wykrywania i inteligentną technologię sterowania. Jest to urządzenie maszynowe, które może automatycznie wykonywać zadania robocze. Potrafi przyjmować dowództwo człowieka, ale może także działać samodzielnie, zgodnie z zasadami i programami sformułowanymi przez technologię sztucznej inteligencji. Zastosowano go w wielu dziedzinach.

Obecnie roboty przemysłowe mogą wykonywać jedynie z góry określone polecenia w ściśle określonym środowisku strukturalnym i nie mają zdolności postrzegania i dostosowywania się do otoczenia, co znacznie ogranicza zastosowanie robotów. Metoda wizualnego pozycjonowania przedmiotu obrabianego w połączeniu ze specjalnym oprogramowaniem do przetwarzania obrazu wykorzystuje kontrolę wizualną robota bez konieczności wcześniejszego uczenia lub programowania w trybie offline trajektorii ruchu robota przemysłowego. Może osiągnąć niezawodne pozycjonowanie systemu wizualnego robota przemysłowego i odgrywać aktywną rolę w poprawie dokładności pozycjonowania przedmiotu obrabianego i efektu przetwarzania. Może zaoszczędzić dużo czasu programowania i poprawić wydajność produkcji i jakość przetwarzania. W Chinach ten aspekt jest wykorzystywany głównie do śledzenia szwów spawalniczych przez roboty spawalnicze.

1. Skład systemu wizualnego pozycjonowania

System wizualnego pozycjonowania robota składa się z (jak pokazano na poniższym rysunku). Na końcu przegubowego robota zainstalowano narzędzie natryskowe i pojedynczą kamerę, dzięki czemu obrabiany przedmiot może w całości pojawić się na obrazie kamery. W skład systemu wchodzi system kamer oraz system sterowania:

1. System kamer: Składa się z pojedynczej kamery, komputera i systemu akwizycji (w tym karty akwizycji obrazu), odpowiedzialnego za akwizycję obrazów wizualnych i algorytmów widzenia maszynowego; w tym systemie zaleca się użycie aparatu cyfrowego, a dokładność ekstrakcji będzie wyższa niż w przypadku zwykłego aparatu.
2. Układ sterowania: Składa się z komputera i skrzynki sterującej i służy do kontrolowania rzeczywistego położenia końca robota;

Obszar roboczy jest fotografowany kamerą CCD, a komputer wyodrębnia funkcje śledzenia za pomocą metod rozpoznawania obrazu w celu rozpoznawania danych i obliczeń.

1578648768138220.jpg

Rysunek 1 Skład systemu wizualnego pozycjonowania robota natryskowego

2. Zasada działania wizualnego systemu pozycjonowania

Wykorzystywany jest aparat cyfrowy amerykańskiej marki TEO TM-C6597E, wyposażony w układ akwizycji obrazu TM-C520HP. Został zaprojektowany z dedykowaną kamerą, zbalansowaną linią transmisyjną i kartą akwizycji obrazu, aby wprowadzić sygnał wideo do kalkulatora i szybko go przetworzyć. Najpierw wybierz lokalny obraz śledzonego obiektu. Ten krok jest równoznaczny z procesem uczenia się offline, ustalania układu współrzędnych na obrazie i uczenia systemu, aby znalazł obiekt śledzony. Po nauczeniu karta obrazowa w sposób ciągły zbiera obrazy, wyodrębnia funkcje śledzenia, dokonuje identyfikacji i obliczeń danych, rozwiązuje dane wartości położenia każdego przegubu robota za pomocą kinematyki odwrotnej i na koniec steruje precyzyjnym siłownikiem końcowym w celu dostosowania pozycji robota.

W ten sposób wizualny system pozycjonowania łączy dopasowywanie na podstawie obszaru i rozpoznawanie cech kształtu na potrzeby rozpoznawania i obliczania danych oraz może szybko i dokładnie identyfikować granice i środki cech obiektów. System sterowania robotem uzyskuje błąd kątowy każdego położenia przegubu robota za pomocą rozwiązania kinematyki odwrotnej i ostatecznie steruje precyzyjnym siłownikiem końcowym, aby dostosować postawę robota i wyeliminować ten błąd. Rozwiązuje to problem polegający na tym, że rzeczywiste położenie końca robota jest dalekie od pożądanego położenia i poprawia dokładność pozycjonowania tradycyjnych robotów.

3. Ekstrakcja cech obrazu

Kontrast pomiędzy przedmiotem obrabianym na stole warsztatowym a tłem stołu warsztatowego powoduje dużą różnicę w kolorze, to znaczy przedmiot obrabiany jest identyfikowany jako czarny i wyodrębniana jest linia środkowa czarnego obrazu. System akwizycji wykorzystuje te informacje jako ważną cechę do identyfikacji przedmiotu obrabianego.

Gdy ogólny system wizyjny uzyskuje obraz przedmiotu obrabianego, nie można go używać bezpośrednio w systemie wizyjnym ze względu na różne warunki i zakłócenia hałasu. Wstępne przetwarzanie obrazu, takie jak korekcja skali szarości i filtrowanie szumów, musi odbywać się poprzez analizę i rozpoznawanie obrazu.