Chúng ta đã đều đã xem các đoạn phim về các cánh tay robot lắp ráp xe hơi rất nhanh mà không cần đến sự can thiệp của con người. Các robot công nghiệp như thế này có giá thành thấp và năng suất cao trong gần như mọi khu vực sản xuất, nhưng chúng có một lỗi rất lớn – chúng không “thấy” được. Được lập trình để lặp lại chính xác các hành động liên tục, chúng không thể phát hiện và tương tác với các vật thể có hình dáng, kích cỡ và màu sắc khác nhau hoặc các vật thể giao nhau hoặc chồng lên nhau. Vậy nếu một sản phẩm bị thay đổi hoặc được thêm vào dây chuyền sản xuất, các robot phải được tái lập trình.

Đối mặt với sự hỗn loạn

Nhờ vào việc tích hợp công nghệ xử lý hình ảnh (Vision Technology) tiên tiến như một công cụ chỉ dẫn cho robot, thế hệ robot mới đã đưa công nghệ robotic vượt xa hơn tất cả các tác vụ lặp lại thường được tìm thấy trong sản xuất hàng loạt. Được bổ trợ bởi các camera nhỏ hơn, mạnh mẽ hơn và giá thành thấp hơn cùng các cảm biến hình ảnh khác, các thuật toán robot ngày càng phức tạp và các bộ xử lý với các phần cứng gia tốc chuyên biệt cho hệ thống xử lý hình ảnh, các hê thống Robot được hướng dẫn bởi công nghệ xử lý hình ảnh (Vision Guided Robot – VGR) đang thay đổi các quá trình sản xuất và hoàn thiện với tốc độ chống mặt.

VGR làm cho robot thích nghi rất tốt và áp dụng dễ hơn cho các ngành công nghiệp thường xuyên đưa ra sản phẩm mới và sản xuất trong thời gian ngắn – bao gồm các thiết bị y tế và sản xuất dược phẩm, đóng gói thực phẩm, các ứng dụng nông nghiệp, khoa học đời sống và nhiều hơn nữa. Lầy ví dụ, một nhà sản xuất xe hơi hàng đầu thế giới đã ứng dụng công nghệ xử lý ảnh cho các robot trên 2 dây chuyền lắp ráp xe hơi của họ, nhằm đảm bảo các robot kẹp các bộ phận đủ chặc để đặt chúng lên một băng chuyền di chuyển nhanh. Trong quá khứ, các bộ phận này được nâng lên và đặt xuống bằng tay. Tự động hóa đã tăng năng suất hoạt động lên gấp 6 lần.

Các hệ thống như thế này thích hợp cho các môi trường không thể tránh được sự tắc nghẽn hoặc việc loại bỏ tắc nghẽn quá tốn kém, hoặc tốc độ dây chuyền quá nhanh cho việc sử dụng nhân công. Các hệ thống xử lý ảnh tiên tiến còn xử lý cái có thể được xem là ứng dụng thách thức nhất – nhặt các vật thể được đặt ngẫu nhiên có nhiều kích cỡ, hình dáng và trọng lượng khác nhau từ các thùng trong nhà máy và trung tâm phân phối như Mạng lưới trung tâm hoàn thiện tự động hóa khổng lồ của Amazon.

Xử lý việc nhặt ngẫu nhiên từ thùng

Sử dụng robot để gắp ngẫu nhiên từ thùng là một thách thức vì robot phải xác định và nhặt một bộ phận cụ thể trong môi trường hỗn loạn. Khi robot gắp một bộ phần từ thùng chứa, các bộ phận khác sẽ liên tục thay đổi vị trí và hướng. Hệ thống phải nhận ra đúng vật thể, và tính toán thứ tự gắp như thế nào, nâng lên và đặt chúng mà không đụng vào các bộ phận khác hoặc thành thùng. Việc này đòi hỏi sự phối hợp của phần cứng xử lý hình ảnh, phần mềm phức tạp và máy tính đủ mạnh đủ để xử lý lượng thông tin lớn trong thời gian thực.

Còn xử lý hình ảnh 3D thì sao?

Các hệ thống robot tích hợp xử lý ảnh VGR thường sử dụng nhiều hơn một loại cảm biến để xây dựng hình ảnh 3D. Ví dụ, một robot với cảm biến area 3D phụ trách việc định vị và nhặt các bộ phận nằm ngẫu nhiên trong thùng. Sau đó một camera 2D nhanh chóng phát hiện hướng của các bộ phận, để robot có thể đặt chúng đúng các lên một băng chuyền.

Được hỗ trợ bằng cảm biến area 3D để định vị các bộ phận ngẫu nhiên trong thùng chứa, robot lên kế hoạch cho lần gắp tiếp theo.

Bằng cách kết hợp quét laser 3D Time-of-Flight (ToF) và thu giữ hình ảnh chụp 3D, một vài hệ thống VGR có thể đạt được độ phân giải cao hơn, cho phép chúng hoạt động với nhiều loại vật thể hơn so với một hệ thống quét riêng lẻ, đồng thời không cần phải di chuyển camera so với các hệ thống camera truyền thống.

Hướng đến tương lai

Hiện nay, các công ty cung cấp giải pháp xử lý hình ảnh và các công ty cung cấp robot đang dần phối hợp chặt chẽ với nhay để đưa công nghệ VGR dễ tiếp cận hơn. Lấy ví dụ, các nhà cung cấp giải pháp xử lý ảnh đã phát triển các công cụ giúp các kỹ sư có thể dễ dàng tạo mẫu và tối ưu hóa các cảm biến cho các robot cell. Họ cũng đang phát triển các hệ thống VGR trên nền Windows để các khách hàng cuối có thể sử dụng dễ dàng.

Nhờ vào các cải tiến như vầy, mức độ sử dụng VGR bây giờ đã gần chạm mức 50% cho các robot trong ngành sản xuất điện tử tiêu dùng (trên mức bo mạch điện tử) và lắp ráp nhẹ tại Châu Á. Và khi mà công nghệ gắp ngẫu nhiên từ thùng chứa nhanh chóng trở nên linh hoạt hơn, dễ sử dụng hơn và giá thành thấp hơn, việc các công ty vừa và nhỏ ứng dụng công nghệ này nhằm giảm can thiệp từ con người, nâng cao an toàn, chất lượng và tăng năng suất hoàn toàn nằm trong tầm tay.

 

Advertisements

About New Ocean - Manufacturing Solutions

We are the solution provider in automation, machine vision. Our system will support your factory work smoothly and maximize the profit.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s