Gerhard Schubert GmbH

Острый глаз машин TLM

Откуда знают роботы полностью автоматических упаковочных машин Schubert какой продукт, когда и как они должны захватить и опустить? Они могут видеть. Функцию человеческого глаза на установках TLM выполняет система обработки изображений.  Команда доктора Абдельмалека Назрауи, начальника отдела обработки изображений фирмы Schubert, ежедневно работает при помощи систем визуализации над тем, чтобы роботы видели все, что необходимо для эффективной и высококачественной упаковки продуктов в любой отрасли. Schubert считается пионером обработки изображений в отрасли упаковки и непрерывно совершенствует собственные технологии.

Новая система 3D камер реализует полностью автоматический захват беспорядочно расположенных сложных продуктов, находящихся в любом положении. Не сортированные, соскользнувшие или лежащие один на другом продукты – четыре камеры и два высокотехнологичных проектора 3D системы обработки изображения точно определяют положение, высоту и угол поворота подаваемых продуктов любой формы и любого цвета. Это позволяет инструменту робота точно захватывать подаваемые компоненты независимо от их формы, что исключает дорогостоящие линии сортировки и разъединения. После каждой операции робота система снова осуществляет трехмерную регистрацию объектов и при этом определяет положение следующего захватываемого продукта. Поэтому отбор продукта осуществляется надежно и тогда, когда вследствие взятия одного продукта меняется расположение других продуктов.

Новая мощная система камер за доли секунды создает 3D изображения с очень высоким разрешением. Благодаря этому можно также наряду с позицией и положением объекта быстро определять его высоту и качество. Это гарантирует, что роботы могут захватывать продукты, находящиеся в любом положении в трехмерном пространстве. Две пары камер обеспечивают лучший круговой обзор и меньше пробелов на изображении, чем обычные системы с одной 3D камерой. Кроме того, между каждой парой камер имеется по одному проектору, который направляет на продукты образец изображения. Проектирование образцов изображения и стерео обработка изображений комбинируются для создания оптимальных массивов точек. Контроль высоты и поверхности является важнейшей функцией распознавания продуктов в 3D пространстве и их качественной оценки.

Данные изображений системы визуализации и профиль высоты отображаются на панели управления. Каждый обнаруживаемый продукт характеризуется определенным набором параметров, доступ к которому оператор линии имеет из соответствующего меню. Вид и количество параметров зависят от применения и их можно изменять индивидуально. Их определяют заранее в зависимости от постановки задачи и сохраняют в системе управления. Во время работы изменять параметры невозможно.

Новая система 3D камер фирмы Schubert обеспечивает возможность подачи компонентов независимо от их формы благодаря реализованной функции захвата беспорядочно расположенных предметов для сложных продуктов.

ВЫСОКИЙ ТЕМП БЛАГОДАРЯ МОЩНЫМ ПРОЦЕССОРАМ В 3D СКАНЕРЕ

Эту новую систему 3D камер инженеры компании Schubert разработали на базе имеющихся собственных систем обработки изображений. С начала 1980-х годов компания Schubert занимается разработкой систем обработки изображений для упаковочных роботов. За сканерами проходящего света, отраженного света и цветными сканерами отраженного света в 2014 году последовал 3D сканер, поднявший распознавание продуктов и контроль качества на принципиально новый уровень. И этот 3D сканер, успешно внедренный на рынок, разработали и недавно усовершенствовали специалисты из Краильсхайма. В будущем этот 3D сканер будет иметь еще большее разрешение. Кроме того, помимо улучшенного качества изображения, оптимизированный 3D сканер имеет высокую производительность. «Благодаря интеллигентной реализации алгоритмов 3D обработки изображения с помощью аппаратных средств мы теперь еще быстрее обрабатываем большие объемы данных 3D изображений», – говорит Абдельмалек Назрауи. 3D сканер компании Schubert является уникальным в мире: он создает цветные изображения высоты и выпускается в виде компактного компонента системы с различной «длиной», в зависимости от ширины ленты линии. В 3D сканере с шагом 100 миллиметров поочередно установлены имеющие высокое разрешение камеры со строчной разверткой и проекторы образцов изображений. Каждая камера делится половиной своего светового поля с соседней камерой.  В соответствии с принципом стереоскопии для каждого продукта имеется два изображения с различными углами зрения. На основании этих изображений можно рассчитать высоту продукта. Также на основании образцов изображений рассчитывается высота продуктов. Эта система с резервированием обеспечивает максимальную надежность линии. 3D данные становятся доступными, как только продукты выходят из области под сканером.

Уникальный в мире 3D сканер фирмы Schubert: Схематическое изображение датчиков и проекторов с перекрытием полей зрения датчиков и освещаемых зон.

БУДУШЕЕ С ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ: ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ КАЧЕСТВА

Кроме того, в настоящее время специалисты по обработке изображений фирмы Schubert проводят исследования для разработки интеллигентной системы обеспечения качества. Ключевыми терминами являются искусственный интеллект (ИИ) и технология углубленного обучения: искусственные нейронные сети (в частности CNN - сверхточные нейронные сети) должны быть вначале обучены с использованием многих тысяч изображений продукта и затем должны самостоятельно определять, соответствует ли определенный продукт критериям качества и будет ли он дальше обрабатываться в процессе упаковки. «Кондитерские изделия имеют сильно варьирующуюся форму и поверхность. Кроме того, в каждом классе продуктов возможны многочисленные дефекты. Эти два фактора делают математическое описание характеристик формы и поверхности сложной задачей. Нейронные сети все в большей степени используются на фирме Schubert в качестве мощного инструмента для решения подобных сложных задач», - говорит Абдельмалек Назрауи. Так же, как и в случае 3D сканера и новой системы с 3D камерами, с внедрением нейронных сетей в упаковочных машинах Schubert будет достигнут принципиально новый уровень фирменных систем обработки изображений.

Благодаря новой системе камер отбор продуктов осуществляется надежно даже тогда, когда вследствие взятия одного продукта меняется расположение других продуктов.