Nowoczesna linia produkcyjna coraz rzadziej opiera się wyłącznie na zaprogramowanych, powtarzalnych ruchach maszyn. Robot może wykonywać zadanie z ogromną dokładnością, jednak jego możliwości są ograniczone, jeśli nie potrafi rozpoznać położenia elementu, ocenić jego jakości czy zareagować na zmianę warunków. Właśnie dlatego coraz większą rolę w przemyśle odgrywają kamery, czujniki optyczne oraz rozwiązania umożliwiające maszynom analizowanie obrazu.
Można powiedzieć, że kamera staje się dla robota odpowiednikiem ludzkiego wzroku. Dzięki niej urządzenie nie musi pracować wyłącznie według wcześniej określonego schematu. Może otrzymywać informacje o tym, co znajduje się przed nim, gdzie położony jest konkretny detal i czy spełnia on określone wymagania. Pozwala to automatyzować zadania, które jeszcze niedawno wymagały stałego udziału operatora.
Rozwiązania wykorzystujące analizę obrazu znajdują zastosowanie między innymi podczas montażu, sortowania, pakowania, kontroli jakości oraz transportowania produktów. Ich możliwości są szczególnie istotne tam, gdzie liczy się wysoka powtarzalność procesu, szybkie wykrywanie nieprawidłowości oraz ograniczenie liczby błędów na kolejnych etapach produkcji.
Spis treści
- Dlaczego roboty przemysłowe potrzebują „wzroku”?
- Jak kamera współpracuje z robotem?
- Rozpoznawanie położenia i orientacji elementów
- Kontrola jakości bez zatrzymywania produkcji
- Systemy wizyjne w automatyce – gdzie znajdują zastosowanie?
- Jak kamery zwiększają elastyczność linii produkcyjnej?
- Co jest potrzebne do prawidłowego działania systemu wizyjnego?
- FAQ – najczęściej zadawane pytania
Dlaczego roboty przemysłowe potrzebują „wzroku”?
Klasyczny robot przemysłowy wykonuje ruchy zgodnie z przygotowanym programem. Takie rozwiązanie bardzo dobrze sprawdza się w przypadku procesów, w których położenie wszystkich elementów jest zawsze takie samo. Problem pojawia się wtedy, gdy detal przesunie się, zostanie obrócony albo na linii znajdzie się produkt o niewłaściwych parametrach.
Zastosowanie kamery pozwala dostarczyć do układu sterowania dodatkowe informacje. Robot może dzięki temu odpowiednio dostosować wykonywane działanie do rzeczywistej sytuacji na stanowisku.
Wizyjne rozpoznawanie otoczenia może umożliwiać między innymi:
- wykrywanie obecności elementów,
- określanie ich dokładnego położenia,
- rozpoznawanie kształtu i wymiarów,
- ustalanie orientacji produktu,
- identyfikowanie nieprawidłowości,
- przekazywanie robotowi informacji potrzebnych do wykonania kolejnego ruchu.
Robot nie wykonuje więc zadania wyłącznie „na pamięć”. Otrzymuje dane, które pozwalają mu reagować na to, co rzeczywiście znajduje się w jego obszarze roboczym.
Jak kamera współpracuje z robotem?
Sama kamera jest tylko jednym z elementów całego rozwiązania. Jej zadaniem jest rejestrowanie obrazu, który następnie musi zostać odpowiednio przeanalizowany. Oprogramowanie wyszukuje określone cechy produktu i na tej podstawie podejmuje decyzję lub przekazuje odpowiednie dane do sterownika maszyny albo robota.
W praktyce proces może przebiegać w kilku etapach:
- kamera wykonuje zdjęcie produktu lub obszaru roboczego,
- oprogramowanie analizuje zarejestrowany obraz,
- system rozpoznaje interesujący obiekt,
- określane jest jego położenie lub wybrane parametry,
- informacja trafia do układu sterowania,
- robot wykonuje zaprogramowaną operację z uwzględnieniem otrzymanych danych.
Cały proces może odbywać się bardzo szybko, dlatego analiza obrazu może zostać włączona bezpośrednio w cykl pracy linii produkcyjnej.
Rozpoznawanie położenia i orientacji elementów
Jednym z najważniejszych zastosowań kamer jest lokalizowanie produktów. W wielu procesach przemysłowych trudno zagwarantować, że każdy detal będzie znajdował się zawsze dokładnie w tym samym miejscu. Elementy mogą być dostarczane na transporterze, znajdować się w pojemniku albo pojawiać się w różnej orientacji.
Kamera może rozpoznać pozycję obiektu i przekazać robotowi informacje potrzebne do jego prawidłowego pobrania. Pozwala to ograniczyć konieczność stosowania części mechanicznych odpowiadających za precyzyjne ustawianie każdego produktu.
Takie rozwiązanie może być wykorzystywane przy:
- pobieraniu elementów z taśmy,
- sortowaniu produktów,
- odkładaniu detali do określonych pojemników,
- podawaniu części do kolejnych etapów produkcji,
- paletyzacji i depaletyzacji,
- obsłudze stanowisk montażowych.
Dzięki temu stanowisko może lepiej radzić sobie z niewielkimi zmianami położenia produktów bez konieczności każdorazowego ingerowania w proces.
Kontrola jakości bez zatrzymywania produkcji
Kamery przemysłowe mogą nie tylko wskazywać robotowi położenie elementu. Bardzo ważnym obszarem ich wykorzystania jest również automatyczna kontrola jakości.
System może analizować każdy produkt przechodzący przez określony punkt linii i porównywać jego cechy z wcześniej ustalonymi kryteriami. Jeśli zostanie wykryta niezgodność, wadliwy detal może zostać oznaczony, odrzucony albo skierowany do dodatkowej kontroli.
Za pomocą analizy obrazu można sprawdzać między innymi:
- obecność wymaganych komponentów,
- poprawność montażu,
- wymiary wybranych elementów,
- położenie części produktu,
- kompletność opakowania,
- występowanie widocznych uszkodzeń,
- poprawność oznaczeń, etykiet lub kodów.
Automatyczna kontrola pozwala wykonywać weryfikację według tych samych kryteriów dla kolejnych produktów. Jest to szczególnie istotne na liniach pracujących z dużą wydajnością, gdzie ręczne sprawdzanie każdego wyrobu byłoby trudne do przeprowadzenia.
Systemy wizyjne w automatyce – gdzie znajdują zastosowanie?
Systemy wizyjne w automatyce łączą urządzenia rejestrujące obraz, odpowiednie oświetlenie, oprogramowanie analizujące dane oraz układy sterowania maszynami. Ich zadanie zależy od konkretnego procesu – w jednym zakładzie mogą odpowiadać przede wszystkim za kontrolę jakości, a w innym za wskazywanie robotowi miejsca pobrania produktu.
Zakres zastosowań jest szeroki, ponieważ analiza obrazu może wspierać wiele różnych etapów procesu technologicznego.
Najczęściej rozwiązania tego typu wykorzystuje się do:
- identyfikacji produktów i komponentów,
- kontroli poprawności montażu,
- pomiarów wykonywanych na podstawie obrazu,
- odczytywania kodów i oznaczeń,
- wykrywania wad powierzchniowych,
- sortowania produktów według określonych cech,
- określania pozycji detali,
- wspomagania pracy robotów przemysłowych.
Dużą zaletą jest możliwość połączenia funkcji rozpoznawania, kontroli oraz sterowania. Informacja uzyskana z obrazu może bezpośrednio wpływać na dalszy przebieg procesu produkcyjnego.
Jak kamery zwiększają elastyczność linii produkcyjnej?
Produkcja nie zawsze oznacza wykonywanie przez wiele miesięcy dokładnie tego samego produktu. Zakłady coraz częściej muszą obsługiwać różne warianty wyrobów, krótsze serie oraz zmieniające się zamówienia. W takich warunkach istotna staje się możliwość dostosowania stanowiska do nowych zadań.
Kamera pozwala rozpoznawać określone cechy produktu, dzięki czemu jedna linia może obsługiwać więcej niż jeden wariant detalu. W zależności od uzyskanych informacji system może uruchomić odpowiednią sekwencję działania robota lub skierować produkt na właściwe stanowisko.
Może to ułatwiać między innymi:
- obsługę różnych wariantów produktu,
- zmianę rodzaju produkowanych elementów,
- sortowanie kilku typów detali na jednej linii,
- automatyczne kierowanie produktów do odpowiednich procesów,
- ograniczenie liczby ręcznych operacji wykonywanych przez operatorów,
- szybsze reagowanie na zmiany w organizacji produkcji.
W praktyce oznacza to, że automatyzacja nie musi być związana wyłącznie ze sztywnym, niezmiennym procesem.
Co jest potrzebne do prawidłowego działania systemu wizyjnego?
Skuteczność rozwiązania nie zależy wyłącznie od parametrów zastosowanej kamery. Równie ważne są warunki, w których rejestrowany jest obraz. Nawet zaawansowane urządzenie może mieć problem z prawidłową analizą, jeśli produkt jest niewłaściwie oświetlony lub obraz nie pozwala jednoznacznie odróżnić interesujących cech.
Podczas projektowania stanowiska należy więc uwzględnić cały proces oraz charakter kontrolowanych elementów.
Znaczenie mają przede wszystkim:
- rodzaj i rozdzielczość kamery,
- właściwie dobrany obiektyw,
- sposób oświetlenia stanowiska,
- odległość kamery od produktu,
- prędkość przemieszczania się elementów,
- wymagany poziom dokładności,
- sposób komunikacji z robotem lub sterownikiem,
- odpowiednio skonfigurowane oprogramowanie.
Ważne jest również przeprowadzenie testów w rzeczywistych warunkach produkcyjnych. Pozwalają one sprawdzić, czy system prawidłowo rozpoznaje produkty nie tylko w warunkach idealnych, ale również przy naturalnych różnicach występujących podczas codziennej pracy linii.
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Do czego służą kamery na liniach produkcyjnych?
Kamery mogą służyć między innymi do lokalizowania produktów, kontroli jakości, wykonywania pomiarów, odczytywania oznaczeń oraz przekazywania robotom informacji o położeniu elementów.
Czy robot przemysłowy może pracować bez kamery?
Tak. Wiele robotów pracuje na podstawie zaprogramowanych pozycji i nie wymaga analizy obrazu. Kamera staje się szczególnie przydatna wtedy, gdy położenie produktów może się zmieniać albo proces wymaga automatycznego rozpoznawania ich cech.
Czy system wizyjny może wykrywać wadliwe produkty?
Tak. Odpowiednio skonfigurowany system może sprawdzać określone cechy produktu i wykrywać niezgodności, takie jak brak elementu, niewłaściwe położenie komponentu czy widoczne uszkodzenie.
Czy kamera może wskazać robotowi miejsce pobrania elementu?
Tak. Na podstawie analizy obrazu można określić położenie i orientację detalu, a następnie przekazać te informacje do robota, który wykorzystuje je podczas wykonywania ruchu.
Czy jedno stanowisko może rozpoznawać różne produkty?
Tak, jeśli system został odpowiednio zaprojektowany i skonfigurowany. Analiza obrazu może pozwalać na rozpoznawanie różnych wariantów produktów i uruchamianie właściwej operacji dla każdego z nich.
Od czego zależy skuteczność systemu wizyjnego?
Znaczenie ma nie tylko sama kamera, ale również obiektyw, oświetlenie, ustawienie stanowiska, charakter kontrolowanego produktu, jakość obrazu oraz właściwa konfiguracja oprogramowania. Dlatego rozwiązanie powinno być dobierane do konkretnego procesu produkcyjnego.
Artykuł sponsorowany
