Бирањесистем визије за робота пицк анд плаценије само питање одлуке да ли је 3Д технологија напреднија од 2Д. Корисније питање је:Колику позициону несигурност робот мора да реши пре него што може да направи поуздан избор?
Ако сваки део стигне у истом положају и оријентацији, роботу можда уопште неће требати вид. Ако се делови непредвидиво крећу по равној површини, 2Д визија може бити довољна. Ако робот мора да се бави променом висине, нагнутим објектима, наслаганим производима или насумичним корпама, 3Д визија постаје много релевантнија.
Практично правило гласи: Што више несигурности постоји у тродимензионалном положају и оријентацији производа-, то ће апликација вероватно захтевати више сензорне способности.
Међутим, визију не треба бирати изоловано. Презентација производа, хватање, време циклуса, захтеви за прецизношћу, осветљење, својства површине и сложеност интеграције могу да одреде да ли ће теоретски одговарајући систем визије поуздано функционисати у производњи. Овај водич објашњава када треба користити без визије, 2Д визију и 3Д визију за апликације за одабир и постављање и пружа практичан оквир за избор између њих.
Ако планирате да изаберете-и-поставите аутоматизацију, истражитеРБТИЦ изаберите{0}}и-серију роботада прегледате конфигурације и спецификације.
Да ли је роботу за одабир и постављање увек потребна визија?
A изаберите и поставите роботамашински вид је потребан само када мора да идентификује или компензује варијације производа које се не могу контролисати механички или другим методама сенсинга.
Две различите апликације.
|
Сценарио |
Парт Поситион Цондитион |
Логика рада робота |
Висион системски захтеви |
|
Сценарио 1 |
Компонента се увек налази у истом уређају унутар поновљиве толеранције. |
Робот за одабир и постављање може се померити до научене координате сваког циклуса. |
Може поуздано да ради без камере |
|
Сценарио 2 |
Делови долазе насумично преко транспортера на различитим позицијама и оријентацијама. |
Робот мора да одреди где се налази сваки део пре него што га може изабрати. |
Обично захтева неки облик вида или{0}}система за откривање положаја |
Сврха роботске визије стога није да учини систем аутоматизације софистициранијим. Његова сврха је да уклони несигурност која би иначе спречила поуздан одабир.
Кључни фактори који одређују колико вам је потребна визија робота за одабир и постављање
Пре него што упоредите без визије, 2Д визију и 3Д визију, процените саму апликацију.
Неколико варијабли је посебно важно.
|
Цоре Фацтор |
Опис |
|
Варијација позиције производа |
Питајте колико се производ креће из циклуса у циклус. Део који се држи у прецизном држачу можда нема скоро никакве варијације у положају. Лабав производ који путује на транспортеру може се значајно померити у правцима Кс и И. Насумично нагомилана компонента може да варира у Кс, И, З, нагибу, котрљању и скретању. Број неконтролисаних варијабли је један од најјачих показатеља потребне способности сензора. |
|
Варијације висине и дубине |
Ако је сваки производ представљен на приближно истој висини, мерење дубине можда неће бити потребно. Међутим, када се производи могу појавити на значајно различитим висинама, 2Д слика можда више неће пружати довољно информација за одређивање поуздане позе за брање. Ово је посебно важно за наслагане производе, насумичне канте, неравне површине и компоненте које се могу нагнути. |
|
Оријентација производа |
Роботу ће можда бити потребно више од средишње позиције производа. У зависности од апликације, можда ће морати да се утврди и: у-равни ротације; пуна тродимензионална-оријентација; која страна производа је окренута нагоре; да ли је потребна функција хватања доступна. Што више слободе у оријентацији производ има, то постаје захтевнији проблем сензора. |
|
Преклапање и оклузија |
Лакше је лоцирати производе који остају одвојени и потпуно видљиви. Наслагани, преклапајући или делимично закопани производи стварају другачији изазов. Систем ће можда морати да разликује појединачне објекте, одреди који је доступан и избегне колизије са околним производима. Ово је један од разлога зашто насумично брање канте обично захтева софистицираније детектовање и планирање од сакупљања равног транспортера. |
|
Захтеви за тачност |
Визија такође треба да буде одабрана према толеранцији процеса. Апликација за паковање која ставља производе у велику кутију може толерисати више позиционих грешака него операција склапања уметања мале компоненте у строго контролисану функцију. Резолуција камере, квалитет калибрације, стабилност монтаже, радна удаљеност, избор сочива и поновљивост робота могу утицати на коначну тачност система. |
|
Цицле Тиме |
Технички способан систем визије није аутоматски право производно решење. Стицање слике, детекција објеката, прорачун поза, комуникација робота, планирање путање и хватање одузимају време. За{0}}прилике велике брзине, комплетан циклус сензора и робота би требало да се процени, а не да се разматрају само перформансе камере. |
Када користити робота за одабир и постављање без вида
A нема-система бирања и постављањаможе бити најприкладније решење када је производ већ представљен у познатој и поновљивој позицији.
Типичне апликације укључују:
делови смештени у фиксним уређајима;
компоненте представљене у тачно постављеним тацнама;
производи заустављени на контролисаној индексираној позицији;
понављајући пренос између фиксних машина;
апликације где механички водичи одређују позицију производа.
У овим ситуацијама, механички систем је већ уклонио већину неизвесности. Робот се често може померити на унапред дефинисане или научене координате бирања без израчунавања нове позе за сваки циклус.
Овај приступ има неколико потенцијалних предности. Може да смањи хардверске захтеве, да поједностави програмирање и калибрацију, да скрати време пуштања у рад и елиминише непотребне{1}}кораке обраде слике. Више технологије не производи аутоматски бољу ћелију за аутоматизацију. Ако је механичко позиционирање већ веома поновљиво, додавање система визије може увести сложеност без решавања значајног производног проблема.
Без вида не значи и без чула
Роботској ћелији без машинског вида можда су и даље потребни сензори.
Уобичајени примери укључују фотоелектричне сензоре присуства, близине, сензоре за потврду уређаја, вакуумске прекидаче притиска, сензоре{0}}присуства делова, безбедносне сензоре.
Ови уређаји одговарају на питања као што су да ли је производ доступан или да ли је уређај правилно постављен. Кључна разлика је у томе што они нормално не израчунавају нову позу на основу слике.
Корисно питање за одлуку је:Да ли робот треба да израчуна другу позицију или оријентацију производа за сваки циклус? Ако је одговор не, фиксни{0}}координатни приступ може бити довољан.
Када ниједна визија не постане ризична
Без{0}}систем без визије постаје мање прикладан када презентација производа почне да се мења.
Потенцијални проблеми укључују недоследно учитавање прибора, акумулирану грешку у позиционирању транспортера, променљиво паковање, промену оријентације производа, нестабилна механичка заустављања, честе промене формата.
Ако ове варијације прелазе дозвољену толеранцију брања, процесу ће можда бити потребна побољшана механичка контрола, додатни сензори или машински вид.
Када је 2Д Висион прави избор за одабир и место
2Д визија се обично користи када се производи крећу првенствено преко познате равни док њихова висина остаје релативно стабилна.
Типични примери укључују:
појединачни производи на равном транспортеру;
компоненте са различитим Кс-И позицијама;
производи који се ротирају на равној површини;
делови распоређени на једно-слојно лежиште;
апликације које захтевају визуелну идентификацију или детекцију карактеристика.
2Д камера обично може да помогне у одређивању информација као што су Кс позиција, И позиција, ротација у-равни, видљиви облик или информације о карактеристикама, идентитет производа када су доступне видљиве визуелне карактеристике.
На пример, производи који путују на покретној траци могу стићи са неправилним размаком и различитим оријентацијама. Уместо да се ослања на једну фиксну координату одабира, систем 2Д визије може да лоцира сваки производ и обезбеди ажурирану позицију роботу. Ако се транспортер непрекидно креће, контролном систему робота може такође бити потребно праћење транспортера и синхронизација енкодера тако да израчуната позиција хватања остане важећа док се производ креће.
Зашто је 2Д визија често практична средина
За суштински планарне апликације, 2Д визија може да обезбеди потребну флексибилност без увођења непотребног мерења дубине.
У поређењу са сложенијим 3Д апликацијама, проблем сенсинга обично садржи мање варијабли.
То може да поједностави подешавање камере, обраду слике, калибрацију, интеграцију робота, решавање проблема.
Међутим, ове предности зависе од тога да апликација остане довољно раван.
Ограничења 2Д визије
Конвенционална 2Д слика не пружа директно информације о пуној дубини.
Проблеми могу настати када:
производи се појављују на значајно различитим висинама;
предмети су наслагани;
површина за хватање може бити нагнута;
висина утиче на потребну позицију бирања;
производи који се преклапају морају бити просторно одвојени;
роботу је потребна пуна 3Д поза.
Осветљење је још један важан фактор. Лош контраст, сенке, одсјај или недоследно осветљење могу учинити иначе једноставну 2Д детекцију непоузданом. Рефлектујући и провидни производи могу захтевати пажљиво осветљење и оптички дизајн.
Одлука би стога требало да се заснива на геометрији и варијабилности стварног производног окружења, а не на претпоставци да је 2Д визија увек једноставнији одговор.
Када је 3Д Висион бољи избор за одабир и место
3Д визија постаје корисна када су дубина, висина или тродимензионална-оријентација део проблема бирања.
Уобичајене апликације укључују:
насумично бирање канте;
сложене компоненте;
производи на различитим висинама;
неправилне површине;
објекти који се преклапају;
насумично нагнуте компоненте;
апликације које захтевају позу тродимензионалног објекта.
Уместо лоцирања објекта само унутар равни слике, 3Д сенсинг може пружити информације о дубини и геометрији површине. У зависности од технологије сенсинга и примене, ове информације могу помоћи систему да процени тродимензионалну позу-објекта и идентификује потенцијалне површине за брање.
Насумично бирање канте: Зашто је дубина важна
Насумична корпа посебно добро показује разлику између планарног и тродимензионалног{0}}осигурања.
Замислите неколико металних компоненти нагомиланих заједно. Знати да се једна компонента појављује близу центра 2Д слике можда неће бити довољно.
Робот ће такође можда морати да утврди да ли је компонента на врху гомиле, колико је висока, да ли је нагнута, да ли је друга компонента покрива, да ли је предвиђена површина за хватање доступна, да ли робот може да приђе без судара са околним деловима. Ова питања захтевају више од основних информација о Кс-И позицији.
3Д Висион не решава сваки проблем брања
Један од најважнијих принципа дизајна у роботском бирању је да успешно откривање објеката није исто што и успешно брање објеката. Систем 3Д визије може исправно идентификовати компоненту док робот за одабир и постављање још увек не може да је ухвати или извади.
Могући узроци укључују тешку оклузију, лошу геометрију хватања, нестабилне гомиле производа, неприступачне површине за хватање, ризик од судара, рефлектирајуће или провидне материјале, недовољан размак између производа.
Из тог разлога, 3Д визију треба проценити заједно са хватаљком, досегом робота, стратегијом судара, геометријом производа и методом{1}}планирања путање. Не треба га третирати као независно решење за сваки тежак проблем бербе.
Но Висион вс 2Д Висион вс 3Д Висион: Поређење
Следећа табела сумира главне разлике.
|
Фактор |
Но Висион |
2Д Висион |
3Д Висион |
|
Типична позиција производа |
Фиксно и поновљиво |
Променљива углавном у Кс-И |
Променљива у Кс-И-З |
|
Варијација висине |
Минимално |
Ниска или предвидљива |
Умерено до високо |
|
Оријентација |
Фиксно или механички контролисано |
Углавном у-ротацији у равни |
Потпуна 3Д оријентација је могућа |
|
Производи који се преклапају |
Обично неприкладан |
Ограничена способност у зависности од видљивости |
Погодније за наслагане или преклапајуће сцене |
|
Типичне примене |
Распоред, индексиране станице, фиксни трансфери |
Сакупљање транспортера, планарно сортирање, брање у тацнама |
Сакупљање канте, наслагани делови, бирање{0}}променљиве висине |
|
Сложеност система |
Најниже |
Умерено |
Генерално највише |
|
Захтеви за калибрацију |
Минимално |
Потребна је калибрација вида-до-робота |
Захтевнија 3Д калибрација и валидација |
|
Осетљивост на осветљење |
Ниско из перспективе визије |
Често важно |
У великој мери зависи од технологије сензора и својстава површине |
|
Релативни напори интеграције |
Ниско |
Средње |
Више |
|
Најприкладније за |
Детерминистичка презентација производа |
Флексибилно планарно брање |
Тродимензионална несигурност- |
Ову табелу треба третирати као почетну тачку, а не као круто правило.
Праве апликације могу комбиновати технологије. На пример, систем може да користи механичке вођице да смањи варијације производа, 2Д визију за локализацију и додатне сензоре за потврду процеса. Циљ није одабрати најнапреднији систем сензора. Користи се најједноставнија сензорска архитектура која може доследно да реши неизвесност која је битна за процес.
Други фактори који утичу на перформансе вида робота за избор и место
Бирање између без визије, 2Д визије и 3Д визије само је део дизајна аутоматизације. Неколико других фактора може имати подједнако велики утицај на поузданост.
|
Други утицајни фактори |
Опис |
|
Услови осветљења |
Машински вид зависи од употребљивих сликовних података. Промене у амбијенталном светлу, сенкама, одсјају, рефлексијама и недоследном осветљењу могу да смање перформансе детекције. Осветљење би стога требало третирати као део система за вид, а не као накнадну мисао. |
|
Рефлектујући и провидни производи |
Високо рефлектујуће, сјајне, тамне или провидне површине могу бити изазовне и за 2Д и 3Д сенсинг. Озбиљност зависи од технологије сенсинга, распореда камере, осветљења, геометрије производа и захтеване тачности. Тестирање репрезентативних узорака производње је често корисније од одабира технологије искључиво на основу спецификација. |
|
Калибрација камере и робота |
Робот мора да разуме како се координате које је измерио визуелни систем односе на његов сопствени координатни систем. Грешке калибрације могу да претворе тачну визуелну детекцију у нетачно кретање робота. Стабилност монтаже, процедуре калибрације, тачност-централне-тачке алата и поновљивост робота стога треба да се разматрају заједно. |
|
Гриппер Десигн |
Визија одређује где се производ налази. Хватало одређује да ли се производ заиста може изабрати. Вакумске чашице, механички прсти, магнетне хватаљке и прилагођени алати за крај--рука намећу различите захтеве у погледу оријентације производа, стања површине, површине контакта и правца приступа. Због тога избор визије и крај{5}}развијене стратегије треба да буду иста стратегија примене{6}. |
|
Презентација производа |
Побољшање презентације производа понекад може да смањи потребу за сложенијом визијом. Фиксери, вођице, бежни елементи, хранилице, сингулациони механизми и контролисани транспортери могу да отклоне несигурност пре него што робот види производ. У неким апликацијама, улагање у бољу презентацију производа може да произведе поузданији систем од покушаја да се свака варијација реши додатном обрадом слике. |
|
Потребна поузданост производње |
Систем који функционише током кратке демонстрације није аутоматски{0}}спреман за производњу. Тестирање треба да обухвати реалне варијације као што су прихватљиве толеранције производа, различите серије, промене површине, промене осветљења, делимично оштећена амбалажа, екстремни положаји, реалне брзине транспортера, нормална контаминација или услови прашине где је применљиво. |
Релевантно питање није да ли систем може да направи један успешан избор, већ да ли може да одржи потребне перформансе у очекиваном опсегу производних услова.
Изаберите и поставите контролну листу за избор визије
Пре него што изаберете архитектуру визије, одговорите на следећа питања.
|
Категорија |
Проверите питања |
|
Презентација производа |
Да ли је позиција производа фиксна или променљива? Да ли се оријентација контролише? Могу ли се производи преклапати? Могу ли се производи слагати? Да ли се висина производа мења? |
|
Захтеви за бирање |
Која је тачност положаја потребна? Да ли роботу треба само Кс-И позиција или пуна 3Д поза? Да ли тачка хватања остаје доступна? Може ли хватаљка толерисати неке варијације положаја? |
|
Услови производње |
Да ли производ мирује или се креће? Које време циклуса је потребно? Да ли су услови осветљења стабилни? Да ли су производи рефлектујући, провидни, тамни или визуелно недоследни? Да ли ће више формата производа користити исту ћелију? |
|
Дизајн система |
Да ли механички водичи или уређаји могу да уклоне извесну несигурност? Да ли је калибрација-ка-камера практична? Да ли је роботу потребно праћење транспортера? Може ли систем визије комуницирати довољно брзо за потребан циклус? Да ли је апликација тестирана са репрезентативним узорцима производње? |
Практичан низ избора је:
Не користите визију када презентација производа већ пружа поновљиво позиционирање.
Користите 2Д визију када се главна неизвесност јавља преко предвидљиве равни.
Користите 3Д визију када се мора решити значајна висина, дубина, нагиб, слагање или тродимензионална-оријентација.
Затим потврдите тај избор у односу на хватање, тачност, време циклуса, окружење и поузданост производње.
Често постављана питања за визију робота Пицк анд Плаце
Финал Такеаваи
Избор између без визије, 2Д визије и 3Д визије треба да почне са несигурношћу у задатку бербе, а не са софистицираношћу камере.
Ако је производ механички ограничен на стабилну позицију, унапред дефинисане координате робота могу бити довољне. Ако позиција варира углавном у равној равни, 2Д визија може да обезбеди флексибилност потребну за лоцирање и оријентацију производа. Ако робот мора да разуме значајну дубину, висину, нагиб, слагање или тродимензионалну оријентацију-, 3Д визија постаје јачи кандидат.
Али визија је само један део поузданог система одабира и места. Презентација производа, дизајн хватаљке, калибрација, осветљење, време циклуса, тачност и стварна варијабилност производње утичу на коначни резултат. Стога најефикасније решење није нужно оно са најнапреднијом технологијом вида. То је онај који уклања довољно несигурности да би сваки тражени избор робота био поновљив, практичан и поуздан.
Спремни за имплементацију роботског одабира и постављања?
Без обзира да ли надограђујете аутоматизацију на крају линије или тражите поузданог добављача-и-робота за бирање и постављање, контактирајте РБТИЦ за бесплатна прилагођена решења-и-решења и дизајна распореда или да резервишете обилазак фабрике.
