Con il sistema di visione giusto si vincono le sfide dell’automotive

Un player del settore automotive ha scelto il sistema di visione robotica RCXiVY2+ di Yamaha F.A. per la produzione dei suoi prodotti più innovativi. Per il produttore era la soluzione ideale, poiché si tratta di un sistema veloce da integrare, che offre flessibilità di montaggio e una configurazione semplificata. Non meno importante, il sistema di visione Yamaha F.A. utilizza l’innovativa tecnica “blob detection” per individuare gli oggetti 10 volte più velocemente rispetto al rilevamento dei contorni più comune.

Nel settore dell’autotrazione, uno dei maggiori fruitori della tecnologia robotica, prosegue l’automazione di un numero sempre crescente di processi. Poiché OEM e relativi fornitori si impegnano per potenziare produttività e qualità, l’introduzione della possibilità di visione è un requisito comune per migliorare il prelevamento e il posizionamento di precisione, nonché il montaggio di componenti. Aumentando l’accuratezza, la visione può determinare un aumento del ritmo di produzione, migliorare la qualità e potenziare la resa di fine linea. D’altro canto, l’integrazione di un sistema di visione è notoriamente complessa e dispendiosa in termini di tempo. In genere, sono richieste competenze tecniche specialistiche per gestire determinate attività, ad esempio stabilire le comunicazioni tra i vari sottosistemi, calibrare il sistema di visione e registrare accuratamente i dati relativi al pezzo in lavorazione. Sfide tecniche come queste a volte possono ostacolare il progetto, e quindi ritardare l’inizio della produzione.

Il sistema di visione viene integrato direttamente nel controller del robot Yamaha.
Il sistema di visione viene integrato direttamente nel controller del robot Yamaha.

Questo è ciò che si accingeva ad affrontare un produttore di parti automobilistiche con sede in Giappone, in quanto l’azienda cercava di introdurre una nuova soluzione di automazione robotica con sistema di visione all’avanguardia per realizzare i suoi prodotti più recenti in modo rapido ed economicamente vantaggioso. Per poter mantenere il suo primato nel mercato, necessitava di una soluzione rapida. Il team di produzione doveva trovare il modo giusto per mettersi in moto rapidamente, in modo da poter introdurre un sistema di visione che fosse pronto per avviare la produzione commerciale il prima possibile. È stato in quel momento che il responsabile del progetto si è imbattuto nella soluzione proposta da Yamaha Robotics Factory Automation Section. La soluzione vantava caratteristiche tali da rendere il sistema di visione robotica RCXiVY2+ di Yamaha semplice da integrare e configurare, nonché rapido e accurato. Il produttore ha subito intuito che il sistema aveva il potenziale giusto per aiutare la fabbrica a superare le sfide che aveva davanti.

La fabbricazione dei componenti automobilistici più recenti dipende dall’efficacia dell’automazione robotica.
La fabbricazione dei componenti automobilistici più recenti dipende dall’efficacia dell’automazione robotica.

Integrazione direttamente nel controller del robot

Il sistema RCXiVY2+ consente di semplificare tutte quelle attività che sono notoriamente complicate e dispendiose in termini di tempo quando si integra la visione artificiale tradizionale come parte di un sistema robotizzato. Alcune di queste attività sono: il controllo del robot, l’elaborazione delle immagini, il controllo dell’illuminazione e l’elaborazione dei dati del nastro trasportatore e di tracciamento; queste attività sono gestite tutte all’interno del programma del robot e mediante l’incorporazione, nel controller del robot multiasse serie RCX3, di una scheda di visione, una scheda di illuminazione e una scheda di tracciamento. L’interoperabilità con periferiche di illuminazione e altre periferiche, ad esempio le pinze, è garantita. Essendo la visione gestita dal programma del robot, non è necessario creare procedure di conversione delle coordinate. In aggiunta, il sistema dispone di una procedura guidata intuitiva per la calibrazione della videocamera e di uno strumento grafico che riduce la registrazione del pezzo lavorazione a tre semplici passaggi: acquisizione delle immagini, impostazione dei contorni e registrazione della posizione di rilevamento. I sistemi di visione tradizionali richiedono in genere una configurazione complessa, oltre a diversi cavi aggiuntivi ingombranti. Inoltre, spesso viene utilizzata una GUI diversa per interagire con il software di visione. Il sistema RCXiVY2+ di Yamaha si integra direttamente nel controller del robot Yamaha senza necessità di cavi aggiuntivi e con un ingombro minimo. Con i comandi di programmazione della visione, anche questi completamente integrati, il sistema RCXiVY2+ costituisce una soluzione robotica semplice e compatta, ma intelligente.

Il sistema offre flessibilità nel montaggio delle videocamere, che possono essere montate in posizioni fisse sopra o sotto il pezzo in lavorazione, o ancora sul robot stesso. Se montate sul robot, il sistema regola automaticamente le coordinate per correggere gli effetti legati al movimento della videocamera. Infine, per l’alimentazione e i dati della videocamera viene impiegato un solo cavo e un’uscita DVI-I standard consente di collegare in modo semplice un monitor. Grazie a queste caratteristiche, gli utenti non necessitano più di formazione ed esperienza approfondite per usufruire di un sistema di visione robotica accurato e completamente funzionante. Dopo aver collegato tutto e averlo acceso, è possibile completare la configurazione in meno di 10 min: circa l’80% di tempo in meno rispetto a un sistema tradizionale. In aggiunta, la semplicità offerta dalla funzionalità plug & play non compromette in alcun modo le prestazioni: il chip di elaborazione delle immagini di ultima generazione che alimenta il sistema RCXiVY2+ garantisce un tempo di rilevamento più rapido del 45% rispetto al modello Yamaha precedente.

Con il sistema RCXiVY2+, il blob detection migliora la manipolazione di articoli di forma irregolare.
Con il sistema RCXiVY2+, il blob detection migliora la manipolazione di articoli di forma irregolare.

La tecnica “blob detection”

Il sistema RCXiVY2+ è caratterizzato inoltre da una modalità innovativa di riconoscimento degli oggetti, fino a 10 volte più veloce rispetto all’approccio di rilevamento dei contorni comunemente impiegato nei sistemi di visione automatizzata. Questa tecnica di riconoscimento di regioni (blob detection) applica criteri di soglia alle immagini in scala di grigi della videocamera, tenendo conto delle variazioni di luce e ombra, e applica l’elaborazione con codifica binaria per la conversione in gradazioni di bianco e nero. In questo modo prelevamento, riconoscimento della presenza e conteggio ad alta velocità di pezzi in lavorazione multipli risultano migliorati. Il rilevamento di regioni è efficace soprattutto in caso di oggetti di forma irregolare, quali alimenti e indumenti, ed amplia quindi l’ambito di applicazione della visione robotica. Anche se il sistema RCXiVY2+ è progettato in modo da essere facile da configurare, per aiutare gli utenti a implementare con estrema rapidità una soluzione di visione robotica ad alte prestazioni, Yamaha offre comunque agli utenti il suo supporto con consigli specifici per ciascun progetto e formazione sulla nuova attrezzatura. Inoltre, la richiesta di assistenza con una sola chiamata garantisce ai clienti la massima tranquillità.