산업용 로봇을 위한 새로운 3D 비전 기술

더 많은 산업이 운영에 로봇의 필요성에 동의함에 따라 전 세계에 설치된 산업용 로봇의 수는 향후 5년 이내에 긍정적인 성장을 경험할 것입니다. 자동화에 대한 관심이 높아지면서 연구 개발에 더 많은 투자가 이루어지고 있습니다. 그 결과 더 진보된 구성 요소를 갖춘 더 가벼운 로봇 시스템이 탄생했습니다. 로봇 작업 셀의 성장 추세는 3D 자동 비전입니다. 이 기술을 통해 로봇은 물체의 위치, 크기, 깊이 및 색상을 식별할 수 있습니다. 물류, 식품 가공, 생명 과학 및 제조와 같은 부문은 시각적 구성 요소를 사용하여 프로세스를 자동화하는 방법을 찾고 있습니다.

3D 비전에 대한 다양한 접근 방식은 무엇입니까?

비전 기술은 "만병통치약" 도구가 아닙니다. 응용 프로그램, 장비, 제품, 환경 및 예산과 같은 특정 요소는 비전을 프로세스에 통합하는 방법을 결정합니다. 로봇 시스템에서 실시간 3D 이미징을 설정하는 데 있어 표준은 없습니다. 그러나 비전 통합 전문가가 사용하는 몇 가지 표준 기술이 있으며 각각 특정 작업에 도움이 되도록 맞춤화되었습니다. 이러한 기술은 스테레오 비전, 비행 시간(TOF), 레이저 삼각 측량 및 구조화 광입니다.

레이저 삼각측량

물체는 레이저 스캐너에서 방출되는 광선을 통과합니다. 특정 각도에 위치한 카메라는 항목이 통과할 때 레이저 라인의 이미지를 기록하여 빔을 왜곡하고 개체의 프로필을 생성합니다.

구조 조명

프로젝터는 물체에 패턴을 투사하기 위해 얇은 빛 띠를 만듭니다. 다양한 각도의 카메라가 빛의 다양한 곡선을 관찰하여 물체의 3D 이미지를 생성합니다.

비행 시간(ToF)

카메라는 고출력 레이저 스캐너를 사용하여 물체에서 반사된 빛을 다시 이미지 센서로 방출합니다. 카메라에서 물체까지의 거리는 전송된 빛과 수신된 빛 사이의 시간 지연을 기반으로 계산됩니다.

스테레오 비전

로봇 시스템은 두 대의 카메라를 사용하여 서로 다른 두 각도에서 촬영한 물체의 동일한 2D 뷰를 기록합니다. 그런 다음 소프트웨어는 두 카메라의 설정된 위치를 사용하고 두 평면 이미지의 해당 지점을 비교하여 변형을 식별하고 이미지를 생성합니다.

3D 로봇 비전을 사용하는 애플리케이션은 무엇입니까?

물체를 감지하고 부품을 인식하고 구성 요소를 직각으로 잡는 현대식 산업용 로봇이 필요합니다. 기존의 로봇은 부품을 일관되게 찾는 데 적합하지만 현대 로봇은 수정을 조정하여 부품의 위치를 ​​감지할 수 있습니다. 후속 작업이 불명확한 순서가 아니기 때문에 전체 생산 라인이 정지되는 대신 시스템이 변경 사항을 빠르게 인식하고 이에 적응합니다. 결과적으로 산업 전반에 걸쳐 다양한 산업 응용 프로그램이 3D 로봇 비전에 투자하고 있습니다. 여기에는 물류, 식품 가공, 생명 과학, 제조 및 자동차 산업이 포함됩니다. 많은 부문이 자동화되면서 비전 기술의 사용이 새로운 영역으로 확장되고 있습니다. 디팔레타이징 애플리케이션은 3D 비전 구성 요소를 사용하여 분류를 위해 다양한 유형의 배송 상자로 채워진 팔레트를 스캔합니다. 로봇은 텍스처 패턴을 기반으로 상자 유형을 감지하고 지정된 영역으로 보낼 수 있도록 스캐너를 사용하여 이미지를 소프트웨어로 보냅니다. 식품 가공 공장은 다중 스펙트럼 비전 기술과 특수 조명을 사용하여 제품을 검사하고 부패를 감지합니다. 전통적으로 비전 기술을 사용해 온 애플리케이션이 보다 혁신적인 장비로 업그레이드되고 있습니다. 항공 우주 회사는 기존의 검사 도구를 3D 스캐닝으로 교체하여 터빈 블레이드의 결함을 검사하여 검사 시간을 18시간에서 45분으로 줄였습니다. 비전 기술은 물류 애플리케이션, 멀티스펙트럼 머신 비전, 3D 비전이 있는 머신 러닝을 사용한 적응, 더 먼 거리에서 더 정확한 이미지를 허용하는 리퀴드 렌즈에서 예측되는 미래 트렌드와 함께 계속 확장될 것입니다.

비전 애플리케이션을 위한 중요한 하위 시스템 및 구성요소

가장 잘 조율된 자동화 시스템에는 하나 이상의 자동 제어 시스템과 구성 요소가 통합되어 있어 효율적인 작업 셀 어셈블리를 만듭니다. 개체 추적, 제품 프로파일링, 빈 피킹과 같은 고급 3D 비전 옵션을 공정 라인에 통합할 때 시스템은 3D 이미지 데이터를 생성해야 합니다. 로봇 시스템에서 3D 비전을 사용하려면 적절한 전원 공급, 실시간 처리 및 안전을 촉진하기 위해 다양한 구성 요소를 통합해야 합니다. 성공적인 자동화의 또 다른 중요한 구성 요소는 커뮤니케이션 기능입니다. 디지털 시대에는 데이터 공유를 위해 시스템을 다른 장비에 디지털 방식으로 연결하는 연결 포트가 있는 것이 좋습니다. 새로운 로봇 기술은 같은 목적으로 Wi-Fi 연결을 용이하게 합니다. 설계 단계에서 위험 평가 연구를 추진하는 것은 오작동 위험이 있는 시스템의 문제를 식별하고 제거하는 유일한 방법입니다. 3D 비전 지원 로봇은 장비를 안전하게 정지시켜 부상과 장비 손상을 방지할 수 있습니다. 구매자가 연구 및 선행 계획에 투자하면 그 결과는 유연하고 사용하기 쉬운 자동화 시스템이 될 것입니다.

결론

현대 제조는 적은 것에서 더 많은 것을 요구하며 더 많은 생산량을 제공해야 하는 더 적은 생산 라인이 필요합니다. 로봇 비전의 영향력은 계속해서 다른 생산 영역으로 확장되고 자동화된 프로세스를 개선하는 새로운 방법을 찾을 것입니다. 향후 자동 시스템에서 더 많은 3D 시각적 구성요소가 일반화될 것으로 예상됩니다.