Внедрение технологии 3D-машинного зрения в ваши машины позволит им по-новому воспринимать окружающую среду и реагировать на неё. Представьте, что ваши машины смогут видеть и сортировать объекты в 3D, как мы, но быстрее и без ошибок. Эта технология может существенно повлиять на бесперебойность и эффективность работы вашей производственной линии.
Если вы хотите улучшить свой производственный процесс, изучение 3D-машинного зрения просто необходимо. Вот как оно может изменить ситуацию.
Что такое 3D-машинное зрение?
3D-машинное зрение — это как дать вашим машинам суперспособность видеть в 3D, как мы. Эта технология позволяет получать изображения с разных ракурсов с помощью камер и датчиков. Затем с помощью программного обеспечения эти изображения объединяются в 3D-модель. Это отличная новость для вашей производственной линии, поскольку теперь машины могут обнаруживать дефекты, измерять объекты и управлять роботами с невероятной точностью.
Вот краткий обзор того, что делает его таким:
- Камеры и датчики : это глаза. Они делают снимки с разных ракурсов.
- Освещение : Главное — убедиться, что снимки получаются кристально чистыми, без каких-либо сложных теней и бликов.
- Программное обеспечение : Это мозг. Он берёт эти изображения и преобразует их в 3D-модель, которую машина может распознать и использовать.
Освоение этих компонентов — ваш первый шаг к трансформации вашего производственного процесса. С помощью 3D-машинного зрения вы не просто модернизируете свои технологии, но и настраиваете их для решения ваших уникальных задач. Независимо от того, проверяете ли вы мельчайшие детали или управляете сложными сборками, эта технология адаптируется к вашим потребностям, чтобы повысить вашу эффективность как никогда прежде.
В чем разница между 3D и 2D-машинным зрением?
В мире машинного зрения вы столкнётесь с двумя основными типами: 3D и 2D-зрением. Оба играют совершенно разные роли на вашей производственной линии. Понимание различий поможет вам выбрать правильный инструмент для вашей работы.
Двумерное зрение похоже на классическую фотографию. Оно создаёт плоские изображения, имеющие длину и ширину, но не глубину. Это идеально подходит для простых задач, например, для проверки внешнего вида продукта, например, сканирования штрихкодов или проверки этикеток. Это простое и эффективное решение для множества задач.
С другой стороны, трёхмерное зрение позволяет не только определять длину и ширину, но и измерять глубину объектов. Благодаря такому восприятию глубины ваши машины могут распознавать форму, размер и положение объектов так, как это недоступно двумерному зрению. Это критически важно для более сложных задач, таких как проверка объёма изделия, управление роботами при сборке или сортировка объектов по размеру.
Вот краткий обзор:
- 2D-зрение: отлично подходит для задач на уровне поверхности. Это как снимок вида сверху.
- 3D-зрение: добавляет глубину изображению. Позволяет вашим устройствам точно распознавать форму и размер объектов.
Выбор между 3D- и 2D-визуализацией зависит от ваших конкретных потребностей. Если ваша цель — обеспечить правильное размещение этикетки или наличие детали, 2D-визуализация может быть вполне достаточной. Но если вам нужно точно разместить детали в сборке или проверить объём изделия, 3D-визуализация — ваш выбор.
Как работает система 3D-машинного зрения?
Вот краткое руководство о том, как все это работает.
Всё начинается с камер и датчиков — глаз вашего устройства. Они не просто делают один плоский снимок. Вместо этого они делают несколько снимков с разных ракурсов, чтобы получить полную картину.
Освещение также имеет решающее значение. Оно обеспечивает чёткость каждого изображения, отсутствие теней и размытости, что позволяет системе точно распознавать сцену.
Настоящее волшебство кроется в программном обеспечении. Представьте себе, что это мозг, который сшивает эти несколько изображений в единую 3D-модель. Это не просто эффект. Эта модель позволяет вашей машине точно определять размер, форму и местоположение объектов.
Представьте себе роботизированную руку, которой нужно взять деталь. Благодаря 3D-зрению она точно знает, где находится деталь, под каким углом и даже перевёрнута ли она. Это означает, что робот может каждый раз корректировать и правильно её поднимать, ускоряя производство и снижая вероятность ошибок.
Итак, говоря простыми словами, система 3D-визуализации захватывает различные изображения, использует точечное освещение для большей чёткости, а затем программное обеспечение создаёт 3D-модель. Именно эта модель помогает вашим машинам выполнять задачи с невероятной точностью. Она необходима для повышения скорости и точности вашей линии.
Средние затраты и окупаемость инвестиций в 3D-машинное зрение:
Когда вы думаете о внедрении системы 3D-визуализации на свою производственную линию, это важное решение, стоимость которого варьируется от 5000 до 20 000 долларов США . Эта стоимость включает всё необходимое для начала работы, включая аппаратное и программное обеспечение, а также покрывает текущие расходы, такие как обработка и хранение данных. Благодаря новым, более интеллектуальным технологиям, особенно тем, которые используют искусственный интеллект, стоимость этих систем фактически снизилась, сделав их более доступными, чем вы могли бы подумать.
Системы 3D-визуализации — это шаг вперёд по сравнению с традиционными 2D-системами, поскольку они способны решать такие проблемы, как некорректное расположение деталей, блики или смешение цветов. Они работают, проецируя световые узоры на объекты или используя лазеры для их измерения, обеспечивая точность каждого контроля. Эту технологию можно адаптировать под ваши потребности, будь то проверка мелких деталей или обеспечение бесперебойного перемещения деталей по линии.
В конечном итоге, инвестиции в систему 3D-зрения могут окупиться, повысив плавность работы, сократив количество отходов и обеспечив соответствие продукции высоким стандартам. Хотя первоначальные затраты могут показаться высокими, повышение производительности, сокращение отходов и ручного контроля могут быстро окупить первоначальные инвестиции.
5 ключевых преимуществ систем 3D-машинного зрения:
Системы 3D-машинного зрения предлагают невероятные преимущества, которые делают машины и роботы более интеллектуальными и точными. Вот пять ключевых преимуществ для вас:
1. Четко смотрите на глубину:
Системы 3D-машинного зрения измеряют расстояние до объектов. Это помогает машинам точно захватывать, перемещать или строить объекты, подобно тому, как вы аккуратно ставите чашку на полку.
2. Лучшее обнаружение объектов:
Эти системы распознают объекты со всех сторон, что позволяет машинам легче извлекать инструмент или игрушку из кучи, подобно тому, как они находят любимую книгу в стопке.
3. Работает где угодно:
Независимо от того, яркое или тусклое освещение, в помещении или на улице, 3D-зрение работает безупречно. Это как очки ночного видения, которые работают и при дневном свете.
4. Гибкость для многих задач:
От проверки правильности изготовления продукта до помощи роботам в преодолении препятствий – 3D-зрение является универсальным инструментом, адаптируемым к множеству различных задач.
5. Избегает ошибок:
Благодаря детальному обзору 3D-зрение помогает роботам избегать ошибок, например, не пропускать ни одного места при покраске или обеспечивать идеальную установку детали, подобно тому, как вы перепроверяете свою работу над проектом.
Эти преимущества делают системы 3D-зрения мощными союзниками в области автоматизации, помогая машинам видеть и взаимодействовать с миром подобно людям.
Приложения:
Системы 3D-зрения находят широкое применение в различных задачах, таких как навигация роботов, распознавание объектов, проверка и сборка. Вот несколько распространённых примеров:
1. Навигация робота:
Эти системы помогают роботам «видеть» в 3D, что позволяет им перемещаться в сложных условиях и избегать препятствий. Это полезно, например, при работе на складе, где роботам нужно уклоняться от препятствий и находить дорогу.
2. Распознавание и отслеживание объектов:
3D-зрение помогает роботам обнаруживать и отслеживать объекты, что позволяет им эффективнее взаимодействовать с ними. Это полезно в таких задачах, как сортировка и упаковка, где роботам необходимо идентифицировать и подбирать предметы.
3. Инспекция и контроль качества:
Эти системы отлично справляются с выявлением проблем. Например, они могут измерять размер производимого нами продукта или находить ошибки в готовом продукте.
4. Задачи сборки:
3D-зрение помогает роботам и другим машинам направлять сборку. Например, оно помогает выстраивать детали и следить за их расположением на нужных местах.
Системы 3D-зрения – это гибкие и мощные инструменты, повышающие производительность и надежность роботов и других машин. Они находят применение в различных отраслях, таких как производство, судоходство и здравоохранение.
Pickit 3D Сборка
Распространенные отрасли, в которых используется 3D Vision:
Системы 3D-зрения находят применение во многих отраслях, таких как производство, логистика, здравоохранение и др. Вот несколько примеров:
1. Производство:
Их часто используют в производстве для проверки размеров изделий и облегчения сборки. Например, они могут убедиться, что изготовленная деталь имеет нужный размер и установлена на нужном месте во время сборки.
2. Логистика:
В логистике системы 3D-зрения помогают роботам и автоматизированным системам лучше перемещаться по складам и обрабатывать объекты. Это повышает эффективность таких задач, как подбор и размещение товаров.
3. Здравоохранение:
В здравоохранении эти системы помогают проводить медицинские процедуры, такие как хирургические операции и визуализация. Они могут управлять роботизированными хирургическими инструментами или создавать трёхмерные изображения тела для диагностики.
4. Розничная торговля:
В розничной торговле системы 3D-зрения помогают решать такие задачи, как сортировка и упаковка товаров. Они помогают роботам распознавать и отслеживать объекты, чтобы они могли точнее их подбирать и размещать.
В целом, системы 3D-зрения ценны во многих отраслях промышленности и значительно повышают производительность и надежность роботов и других автоматизированных систем.
Как выбрать правильную систему 3D-машинного зрения?
При выборе системы 3D-зрения необходимо учесть несколько факторов. Важны точность и разрешение камер, а также программное обеспечение и соответствие вашим задачам. Вот как выбрать подходящую систему:
1. Знайте, что вам нужно:
Для начала определите, что именно вам нужно от системы 3D-зрения. Это поможет вам понять, какими функциями и возможностями она должна обладать, и лучше сравнить варианты.
2. Качество камеры:
Точность и разрешение камер крайне важны. Они влияют на качество изображений и эффективность работы системы. Обычно более высокая точность и разрешение обеспечивают более детальные 3D-изображения, но они также могут быть дороже.
3. Программное обеспечение и алгоритмы:
Программное обеспечение и алгоритмы, используемые для обработки изображений с камеры, также играют важную роль. Обратите внимание на системы, использующие передовые методы, такие как глубокое обучение, чтобы извлечь больше информации из изображений и повысить эффективность работы системы.
4. Соответствие вашим потребностям
Подумайте, подходит ли система 3D-зрения для вашей конкретной задачи. Если она будет использоваться в сложных условиях, убедитесь, что она прочная. Если же требуется сверхбыстрая работа, ищите систему с высокой частотой кадров и низкой задержкой.
Подводя итог, выбор правильной системы 3D-зрения подразумевает рассмотрение имеющихся вариантов и определение их соответствия вашим потребностям. Следуя этим шагам, вы сможете получить систему, которая отлично справится со своей задачей и оправдает ваши вложения.
Практика применения 3D-машинного зрения в исследованиях и разработках
Переход к Индустрии 4.0 основан на передовых технологиях автоматизации, интегрирующих робототехнику, искусственный интеллект и обработку данных в реальном времени. Среди них 3D-зрение играет важнейшую роль в обеспечении полностью автономных промышленных процессов. Для научно-исследовательских центров, занимающихся разработкой решений нового поколения, системы 3D-зрения являются основой для достижения точности, гибкости и адаптивности в робототехнических приложениях.
Благодаря возможности захватывать и анализировать объекты в трех измерениях эти системы открывают новые возможности для автоматизации сложных задач, таких как контроль качества, сбор мусора и динамическая локализация объектов .
В отличие от традиционных систем 2D-зрения, 3D-зрение обеспечивает роботам пространственное восприятие. Этот технологический прорыв необходим для создания интеллектуальных фабрик Интернета вещей будущего , где производство, контроль и логистика органично интегрированы в единую самооптимизирующуюся экосистему.
В этом интервью компания Intemac Solutions, передовой научно-исследовательский центр, делится своим опытом о том, как технология 3D-зрения помогает им преодолевать ключевые проблемы и добиваться значительных успехов на пути к созданию полностью автономного завода Industry 4.0.
Мы с удовольствием взяли интервью у Войтеха Марека специалиста по исследованиям и разработкам компании Intemac.
Не могли бы вы рассказать нам о компании Intemac Solutions и ее миссии?
Intemac Solutions — это передовой научно-исследовательский центр, призванный ускорить процесс автоматизации для малых и средних предприятий (МСП). Наша главная миссия — содействовать переходу к Индустрии 4.0 путем разработки и внедрения передовых решений в области автоматизации. Это включает в себя всё: от роботизированных ячеек и ERP-систем до полномасштабных комплексных решений по автоматизации. Хотя наша основная деятельность сосредоточена в Чехии, мы постоянно расширяем свое присутствие и за рубежом.
В настоящее время мы открываем новую главу в истории Intemac, ориентированную на самые передовые направления промышленной автоматизации. В частности, мы уделяем особое внимание внедрению ИИ, особенно в области контроля качества и интеграции передовых робототехнических решений. Наша цель — использовать ИИ и подходы, основанные на данных, для управления и оптимизации сложных роботизированных установок. Мы видим огромный потенциал в использовании последних достижений искусственного интеллекта для повышения эффективности и автономности работы.
Можете ли вы описать, как вы оптимизируете эти сложные роботизированные установки?
Разработанная нами роботизированная ячейка называется « Ячейка визуального контроля» и представляет собой важнейший элемент нашей долгосрочной стратегии создания полностью автономной интеллектуальной фабрики . Конечная цель — создать систему взаимосвязанных роботизированных ячеек, способных работать автономно с минимальным вмешательством человека, что является истинным воплощением концепции «Индустрии 4.0».
В настоящее время многие промышленные процессы сегментированы, и производство и контроль качества часто рассматриваются как отдельные этапы. Наша цель — интегрировать эти процессы в единую, полностью автоматизированную систему. Например, мы разработали роботизированный модуль для партнёра по металлообработке, а рядом с ним развернули модуль визуального контроля для автоматизации контроля качества. На следующем этапе мы объединим эти процессы в единый интегрированный рабочий процесс.
Почему вы выбрали технологию 3D-зрения для этого проекта?
Наши изделия сложны и представлены в широком разнообразии форм, размеров и цветов, поэтому 3D-зрение играет для нас важнейшую роль. Нам требовалось решение, которое могло бы собирать и обрабатывать данные в трёх измерениях с высокой точностью и надёжностью.
Мы выбрали систему машинного зрения, основываясь на положительных отзывах наших коллег из VUT (Брненского технического университета), которые остались довольны их решениями. Сейчас мы используем 3D-сканеры PhoXi и Locator Studio, но это только начало. По мере роста наших инсталляций мы планируем масштабировать систему и внедрять MotionCam-3D и Bin Picking Studio. Эти инструменты будут играть ключевую роль в таких задачах, как планирование маршрутов без столкновений и динамическая локализация объектов, которые необходимы для создания по-настоящему автономного завода.
Можете ли вы рассказать, как вы планируете использовать MotionCam-3D и почему?
Нас особенно интригует способность выполнять 3D-сканирование в движении, что критически важно для динамических сред. Статичные сканеры просто не справляются с некоторыми сложными задачами, поэтому интеграция MotionCam-3D — ключевой шаг на пути к реализации нашей идеи полностью автономного производства.
Особенно интересна возможность установки камеры на коллаборативного робота (кобота) в конфигурации «рука-глаз» для сканирования в движении. Это открывает новые возможности для динамического 3D-сканирования в реальном времени в промышленных условиях, где статического сканирования недостаточно.
В сочетании с Bin Picking Studio эта технология позволяет нам реализовывать передовые стратегии планирования пути и снабжает наших роботов «глазами» и «мозгами» для выполнения сложных задач с высокой точностью. Как научно-исследовательский центр, мы стремимся исследовать и расширять границы возможностей этих решений и с нетерпением ждем сотрудничества для их дальнейшего совершенствования.
Вы упомянули сотрудничество с университетами. Каков ваш подход к инновациям и коммерциализации?
Сотрудничество с академическим сообществом играет ключевую роль в нашем подходе. Мы тесно сотрудничаем с техническими университетами, предоставляя студентам возможность тестировать и совершенствовать свои идеи в нашем инновационном центре в рамках их дипломных проектов. Это партнерство стимулирует творческий потенциал и открывает новые возможности для развития.
Наши проекты финансируются преимущественно за счёт грантов, что позволяет нам сосредоточиться на исследованиях и инновациях, не подвергаясь немедленному давлению рынка. Разработав решение, например, роботизированную ячейку, мы полагаемся на нашу сеть компаний-партнёров, которые интегрируют эти инновации в их деятельность.
Наша стратегия выхода на рынок в значительной степени ориентирована на обучение и повышение осведомленности. Мы организуем семинары, мероприятия и демонстрации, чтобы представить наши новейшие инновации и рассказать общественности и компаниям о потенциале автоматизации и Индустрии 4.0 .
Какие еще проблемы вам удалось решить с помощью машинного зрения?
Сейчас мы уделяем первостепенное внимание автоматизации контроля качества. До недавнего времени у нас не было собственных технологий, способных выполнять 3D-сканирование, локализацию объектов и планирование маршрутов роботов. Именно здесь машинное зрение оказалось бесценным.
Каких результатов вы уже достигли?
Сейчас мы находимся на этапе проверки концепции, поэтому пока рано говорить о конкретных ключевых показателях эффективности. Тем не менее, мы можем сказать, что машинное зрение позволило нам сделать значительный шаг вперёд в развитии. Они расширили наш продуктовый портфель и приблизили нас к реализации нашей идеи «умной фабрики».
В каких отраслях вы видите наибольший потенциал этих решений?
В краткосрочной перспективе мы видим наибольший потенциал в автоматизации контроля качества в различных отраслях. В дальнейшем мы сосредоточимся на создании полностью интегрированной экосистемы Индустрии 4.0.
Наша конечная цель — создать централизованно управляемую систему на базе искусственного интеллекта, в которой несколько роботизированных ячеек работают как единое целое. Это можно представить как интеллектуальную фабрику с поддержкой Интернета вещей, где центральный блок управления управляет всеми процессами — от производства до контроля качества, — обеспечивая бесперебойную и автономную работу. Для этого нам необходимы передовые технологии 3D-зрения и робототехника на базе искусственного интеллекта, которые станут «глазами», «мозгами» и «руками» этой будущей фабрики.
Заключение:
Подводя итог, можно сказать, что 3D-зрение позволяет вашим машинам видеть в 3D, делая их умнее и точнее. Оно объединяет изображения с разных ракурсов для создания полной картины, помогая машинам лучше обнаруживать, сортировать и проверять объекты. Эта технология отлично подходит для сложных задач, где важны детали. Если ваша работа требует большего, чем просто визуальное наблюдение, например, проверки идеальной сборки деталей, 3D-зрение — это то, что вам нужно. Это значительный шаг вперёд по сравнению с 2D-зрением, ускоряющий производство и снижающий количество ошибок. Поэтому, если вы хотите улучшить работу своих машин, 3D-зрение — это то, что вам нужно.
