Révolutionner l'automatisation industrielle : technologie de vision 3D avancée pour robots

Alors que plus d'industries prennent conscience du besoin de robots dans leurs opérations, le nombre de robots industriels installés dans le monde connaîtra une croissance positive dans les cinq prochaines années. Avec cet intérêt croissant pour l'automatisation viennent plus d'investissements dans la recherche et le développement. Le résultat est des systèmes robotiques plus légers avec des composants plus avancés. Une tendance croissante pour les cellules de travail robotiques est la vision 3D automatique. Cette technologie permet au robot d'identifier la position, la taille, la profondeur et la couleur d'un objet. Des secteurs comme la logistique, la transformation alimentaire, les sciences de la vie, et la fabrication trouvent des façons d'automatiser leurs processus en utilisant des composants visuels.

Quelles sont les différentes approches de la vision 3D ?

La technologie de vision n'est pas un outil « taille unique ». Certains facteurs tels que l'application, l'équipement, le produit, l'environnement, et le budget détermineront comment intégrer la vision dans le processus. Il n'y a pas de standard quand il s'agit de configurer l'imagerie 3D en temps réel dans un système robotique. Cependant, il y a quelques techniques standard utilisées par les experts en intégration de vision, chacune adaptée pour bénéficier à des tâches spécifiques. Ces techniques sont la vision stéréo, le temps de vol (TOF), la triangulation laser, et la lumière structurée.

Triangulation laser

Les objets passent à travers un faisceau de lumière émis par un scanner laser. Une caméra positionnée à un angle spécifique enregistre une image de la ligne laser pendant que l'objet passe à travers, déformant le faisceau et créant un profil de l'objet.

Lumière structurée

Un projecteur crée une fine bande de lumière pour projeter un motif sur un objet. Des caméras depuis différents angles observent les diverses lignes courbes de la lumière pour développer une image 3D de l'objet.

Temps de vol (ToF)

Une caméra utilise un scanner laser haute puissance pour émettre de la lumière réfléchie par l'objet vers le capteur d'image. La distance de la caméra à l'objet est calculée basée sur le délai temporel entre la lumière transmise et reçue.

Vision stéréo

Le système robotique utilise deux caméras pour enregistrer la même vue 2D d'un objet prise depuis deux angles différents. Le logiciel utilise ensuite la position établie des deux caméras et compare les points correspondants dans les deux images plates pour identifier les variations et produire une image.

Quelles applications utilisent la vision robotique 3D ?

Il y a un besoin pour le robot industriel moderne de détecter des objets, reconnaître des pièces, et saisir des composants au bon angle. Alors que les robots traditionnels sont parfaits pour localiser des pièces de manière cohérente, la robotique moderne peut coordonner des corrections pour détecter où se trouve la pièce. Au lieu qu'une ligne de production entière s'arrête parce que les actions subséquentes ne sont pas dans un ordre indéfini, le système reconnaît rapidement un changement et s'y adapte. En résultat, une gamme d'applications industrielles à travers les industries investissent dans la vision robotique 3D. Celles-ci incluent les industries de la logistique, transformation alimentaire, sciences de la vie, fabrication, et automobile. Avec tant de secteurs s'automatisant, l'utilisation de la technologie de vision s'étend vers de nouveaux territoires. Les applications de dépalettisation utilisent des composants de vision 3D pour scanner des palettes remplies de divers types de boîtes d'expédition pour le tri. Ils utilisent des scanners pour envoyer l'image au logiciel pour permettre au robot de détecter les types de boîtes basés sur les motifs de texture et les envoyer vers des zones désignées. Une usine de transformation alimentaire utilise la technologie de vision multispectrale et un éclairage spécial pour inspecter le produit et détecter la détérioration. Les applications qui ont traditionnellement utilisé la technologie de vision passent à des équipements plus innovants. Une entreprise aérospatiale a remplacé les outils d'inspection traditionnels par de la numérisation 3D pour inspecter des pales de turbine pour imperfections, réduisant le temps d'inspection de 18 heures à 45 minutes. La technologie de vision continuera de s'étendre, avec des tendances futures prédites dans les applications logistiques, la vision machine multispectrale, l'adaptation utilisant l'apprentissage machine avec la vision 3D, et les lentilles liquides pour permettre des images plus précises à de plus grandes distances.

Sous-systèmes et composants cruciaux pour les applications de vision

Les systèmes d'automatisation les plus coordonnés ont plus qu'un seul système de contrôle automatisé et des composants intégrés pour faire un assemblage de cellule de travail efficace. Quand il s'agit d'incorporer des options de vision 3D avancées comme le suivi d'objets, le profilage de produits, et le prélèvement en bac dans une ligne de processus, le système devrait générer des données d'imagerie 3D. L'utilisation de la vision 3D dans les systèmes robotiques nécessite l'intégration de divers composants pour faciliter une alimentation électrique adéquate, le traitement en temps réel, et la sécurité. Un autre composant critique de l'automatisation réussie est la capacité de communication. C'est une bonne pratique à l'ère numérique d'avoir des ports de connectivité pour connecter numériquement un système à d'autres équipements pour le partage de données. Les technologies robotiques émergentes facilitent la connectivité Wi-Fi pour le même but. Au stade de conception, mener une étude d'évaluation des risques est la seule façon d'identifier et d'éliminer les problèmes d'un système qui pourraient risquer un dysfonctionnement. Un robot avec vision 3D activée peut arrêter l'équipement en sécurité pour prévenir les blessures et dommages à l'équipement. Si les acheteurs investissent dans la recherche et la planification en amont, le résultat sera un système automatisé flexible et facile à utiliser.

Conclusion

La fabrication moderne exige plus avec moins, avec des lignes de production plus légères devant fournir un rendement plus grand. L'influence de la vision robotique continuera de s'étendre dans différentes zones de production et trouvera de toutes nouvelles façons d'améliorer les processus automatisés. Attendez-vous à ce que plus de composants visuels 3D deviennent communs dans les systèmes automatiques à l'avenir.