Kiến thức kỹ thuật

Cài đặt hệ thống thị giác máy

Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, việc tích hợp tự động hóa vào quy trình sản xuất không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao hiệu suất và giảm thiểu rủi ro. Một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay là hệ thống thị giác máy, sử dụng cảm biến và thuật toán phần mềm để phát hiện, đo lường, định vị và kiểm tra lỗi sản phẩm.
Cài đặt hệ thống thị giác máy

Môi trường sản xuất công nghiệp được đặc trưng bởi việc sử dụng dây chuyền lắp ráp và máy móc để tạo ra sản phẩm. Mục tiêu chính của các nhà máy là giảm chi phí, nâng cao hiệu suất sản xuất và giảm thiểu rủi ro. Một trong những giải pháp hiệu quả để đạt được những mục tiêu này là tích hợp tự động hóa bằng robot vào quy trình sản xuất. Tuy nhiên, để đạt được mức độ tự động hóa thực sự, robot cần nhận biết được đối tượng mà nó làm việc, cũng như kích thước vật lý của đối tượng đó để thực hiện các tác vụ được lập trình. Những ứng dụng phổ biến bao gồm nhận diện, đo lường, định vị, phát hiện lỗi,… có thể thực hiện thông qua hệ thống thị giác máy. Công nghệ này sử dụng cảm biến và thuật toán phần mềm để thực hiện các nhiệm vụ quan sát và hướng dẫn thiết bị trong quá trình lắp ráp sản phẩm.

Các công nghệ kiểm tra tự động phổ biến

Có nhiều công nghệ khác nhau được sử dụng trong hệ thống kiểm tra/đo lường tự động, mỗi công nghệ có ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào môi trường sản xuất. Việc lựa chọn công nghệ phù hợp phụ thuộc vào vật liệu và đối tượng cần kiểm tra. Dưới đây là ba công nghệ kiểm tra phổ biến nhất:

  • Hệ thống thị giác máy (Vision Systems)
  • Cảm biến đo lường (Measurement Sensors)
  • Máy so sánh quang học (Optical Comparators)

Trong này, chúng ta sẽ cùng khám phá hệ thống thị giác máy – công nghệ đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại.

Hệ thống thị giác máy (Vision systems)

Hệ thống thị giác máy sử dụng các cảm biến để phát hiện sự hiện diện của một đối tượng. Khi cảm biến được kích hoạt, camera sẽ chụp lại hình ảnh, sau đó phần mềm sẽ phân tích và quyết định xem có cần thực hiện hành động tiếp theo hay không dựa trên hình ảnh tham chiếu.

Hệ thống thị giác máy

Hình 1. Hệ thống thị giác máy

Tùy thuộc vào ứng dụng, nhà sản xuất có thể lựa chọn giữa hai loại thị giác máy: 2D hoặc 3D.

Hệ thống thị giác 2D

Thị giác máy 2D sử dụng camera để chụp ảnh đối tượng và phân tích sự khác biệt về độ tương phản. Các ứng dụng phổ biến của thị giác 2D bao gồm:

  • Kiểm tra vị trí nhãn mác
  • Đọc mã vạch
  • Phát hiện lỗi
  • Kiểm tra mẫu hoặc màu sắc

Hệ thống thị giác 2D được ưa chuộng trong ngành tự động hóa vì khả năng kiểm tra đơn giản nhưng hiệu quả. Tuy nhiên, công nghệ này cũng có một số hạn chế như bị ảnh hưởng bởi điều kiện ánh sáng, độ tương phản và hiệu ứng thị sai.

Hệ thống thị giác 3D

Hệ thống thị giác 3D có khả năng đo chiều cao của đối tượng bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm:

  • Sử dụng nhiều camera để ghép ảnh
  • Máy chiếu ánh sáng có cấu trúc để nhận diện mẫu quang học
  • Kỹ thuật tam giác laser để quét biên dạng đối tượng và tạo hình ảnh kỹ thuật số
Hệ thống thị giác 3D

Hình 2. Hệ thống thị giác 3D

Gần đây, công nghệ thị giác 3D ngày càng được ứng dụng rộng rãi do khả năng cung cấp dữ liệu kích thước chính xác hơn. Bằng cách sử dụng thị giác 3D, robot có thể nhận biết các thay đổi trong môi trường vật lý và điều chỉnh hoạt động phù hợp. Điều này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng như robot chọn vật trong thùng chứa (bin picking), nơi các vật thể có thể nằm ở nhiều vị trí khác nhau. Nhờ đó, hầu hết robot công nghiệp hiện nay đều hoạt động trong môi trường ba chiều.

Lợi ích của hệ thống thị giác máy

Giảm lỗi sản phẩm

Hệ thống thị giác máy có thể phát hiện các lỗi hoặc sự sai lệch trong sản phẩm, chẳng hạn như:

  • Cấu trúc vật lý không chính xác (hư hỏng hoặc sản xuất sai quy cách)
  • Dán nhãn sai

Những lỗi này có thể gây tổn thất lớn cho doanh nghiệp do phải thay thế hoặc thu hồi sản phẩm.

Tăng năng suất sản xuất

Một số nhà máy vẫn dựa vào con người để kiểm tra sản phẩm, điều này có thể dẫn đến sai sót và tốn kém thời gian. Với hệ thống thị giác máy, sản phẩm được kiểm tra chính xác và nhanh chóng hơn, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà vẫn đảm bảo lịch trình sản xuất nghiêm ngặt. Hơn nữa, hệ thống này còn giúp tối ưu hóa quy trình bằng cách phân tích sản phẩm trong quá trình di chuyển trên dây chuyền sản xuất.

Ví dụ: Khi sản phẩm rời khỏi dây chuyền lắp ráp, chúng có thể nằm ở nhiều vị trí khác nhau. Nhờ vào thị giác máy và phần mềm phù hợp, hệ thống có thể nhận biết vị trí sản phẩm và điều chỉnh máy móc để thao tác hoặc đóng gói một cách chính xác.

Nguồn: Theo DIY Robotics

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *