El desenvolupament de l'automatització industrial a la Xina ha assolit un alt nivell de maduresa i la majoria de la gent en té una certa comprensió. Per aprofundir en el coneixement de l'automatització industrial, aquest article explorarà dos aspectes clau: 1. L'aplicació de la visió artificial a l'automatització industrial i 2. Per què l'automatització industrial utilitza sistemes de visió artificial. Si trobeu intrigant el contingut proper, no dubteu a continuar llegint.
I. Aplicacions de la visió artificial en l'automatització industrial
La visió artificial s'ha integrat des de fa temps als sistemes d'automatització industrial per millorar la qualitat de la producció i la producció substituint la inspecció manual tradicional. Des de les operacions de recollida-i-ubicació i el seguiment d'objectes fins a la metrologia i la detecció de defectes, l'aprofitament de les dades visuals millora el rendiment global del sistema, proporcionant una resposta senzilla d'aprovació/error o activant bucles de control-tancats.
L'ús de la visió s'estén molt més enllà de l'automatització industrial; també veiem càmeres molt aplicades a la vida quotidiana, com ara en ordinadors, dispositius mòbils i sobretot en automòbils. Les càmeres només es van introduir als vehicles fa uns anys, però avui els cotxes estan equipats amb nombroses càmeres per oferir als conductors una visió completa de 360 graus del vehicle.
Tanmateix, l'avenç tecnològic més significatiu en visió artificial ha estat, sens dubte, la potència de processament. Amb el rendiment del processador que es duplica cada dos anys i l'enfocament constant en tecnologies de processament paral·lel com ara CPU multi-, GPU i FPGA, els dissenyadors de sistemes de visió ara poden aplicar algorismes molt complexos a les dades visuals, creant sistemes més intel·ligents.
Els avenços en la tecnologia de processament obren noves oportunitats més enllà d'algorismes més intel·ligents o més potents. Examinem casos d'aplicació per afegir capacitats de visió a les màquines de fabricació. Aquests sistemes es dissenyen tradicionalment com a xarxes de subsistemes intel·ligents que formen sistemes distribuïts col·laboratius, que permeten un disseny modular.
Tanmateix, a mesura que millora el rendiment del sistema, l'adopció d'aquest enfocament centrat en el maquinari-podria trobar dificultats, ja que aquests sistemes solen emprar una combinació de protocols de temps-crítics i no-times- per a la interconnexió. La connexió d'aquests sistemes diferents mitjançant diversos protocols de comunicació pot provocar colls d'ampolla en la latència, el determinisme i el rendiment.
Per exemple, si els dissenyadors intenten desenvolupar aplicacions amb aquesta arquitectura distribuïda mentre mantenen una integració estreta entre els sistemes de visió i moviment-tal com es requereixen les aplicacions servo de visió-, poden trobar-se amb problemes de rendiment importants a causa d'una capacitat de processament insuficient. A més, el fet que cada subsistema tingui el seu propi controlador en realitat redueix l'eficiència del processament.
Finalment, aquest enfocament distribuït centrat en el maquinari-obliga els dissenyadors a utilitzar diferents eines per a cada subsistema: programari de visió especialitzat per al sistema de visió, programari de moviment-específic per al sistema de moviment, etc. Això planteja reptes particulars per als equips de disseny més petits, on un únic enginyer pot ser responsable de diversos components.
II. Per què els sistemes de visió artificial s'utilitzen en l'automatització industrial
Hi ha cinc raons principals per utilitzar sistemes de visió artificial en el control d'automatització industrial:
Precisió- A causa de les limitacions físiques de l'ull humà, les màquines tenen un clar avantatge en precisió. Fins i tot quan els humans depenen de les lupes o els microscopis per a la inspecció del producte, les màquines segueixen sent més precises i aconsegueixen una precisió de fins a una-mil·lèsima part de polzada.
Repetibilitat- Les màquines poden realitzar inspeccions repetidament utilitzant mètodes idèntics sense fatiga. En canvi, els ulls humans presenten variacions subtils en cada inspecció, fins i tot quan s'examinen productes idèntics.
Velocitat- Les màquines inspeccionen els productes més ràpidament. Això és especialment avantatjós quan es detecten objectes en moviment d'-alta velocitat, com ara a les línies de producció, on milloren l'eficiència de la fabricació.
Objectivitat-La inspecció humana pateix un defecte crític: el biaix emocional. Els resultats fluctuen amb l'estat d'ànim de l'inspector, mentre que les màquines funcionen sense emoció humana, donant resultats constantment fiables.
Cost-Les màquines funcionen més ràpid que els humans, de manera que una única unitat d'inspecció automatitzada pot gestionar la càrrega de treball de diversos treballadors. A més, les màquines no requereixen pauses, mai es posen malalts i poden funcionar contínuament, augmentant significativament l'eficiència de la producció.
Els sistemes de visió artificial capturen ràpidament grans quantitats de dades, faciliten el processament automatitzat i s'integren perfectament amb les especificacions de disseny i els controls de fabricació. En conseqüència, s'utilitzen àmpliament en la producció automatitzada moderna per al control de processos, la inspecció del producte acabat i el control de qualitat. Els sistemes de visió artificial milloren la flexibilitat de producció i els nivells d'automatització. Sovint substitueixen la visió humana en entorns perillosos inadequats per a treballs manuals o on les capacitats visuals humanes no són suficients. En la producció industrial de gran-volum, la inspecció visual manual resulta ineficient i imprecisa, mentre que els mètodes d'inspecció de visió artificial augmenten substancialment la productivitat i l'automatització. A més, la visió artificial facilita la integració perfecta de la informació, i serveix com a tecnologia fonamental per a la fabricació integrada per ordinador-.