Sự phát triển của tự động hóa công nghiệp ở Trung Quốc đã đạt đến mức độ trưởng thành cao và hầu hết mọi người đều có hiểu biết nhất định về nó. Để đào sâu kiến thức của bạn về tự động hóa công nghiệp, bài viết này sẽ khám phá hai khía cạnh chính: 1. Ứng dụng thị giác máy trong tự động hóa công nghiệp và 2. Tại sao tự động hóa công nghiệp lại sử dụng hệ thống thị giác máy. Nếu bạn thấy nội dung sắp tới hấp dẫn, vui lòng tiếp tục đọc.
I. Ứng dụng thị giác máy trong tự động hóa công nghiệp
Thị giác máy từ lâu đã được tích hợp vào các hệ thống tự động hóa công nghiệp để nâng cao chất lượng và sản lượng sản xuất bằng cách thay thế việc kiểm tra thủ công truyền thống. Từ các thao tác chọn{1}}và-đặt cũng như theo dõi đối tượng đến đo lường và phát hiện lỗi, việc tận dụng dữ liệu trực quan sẽ cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống bằng cách cung cấp phản hồi đạt/không đạt đơn giản hoặc bật các vòng điều khiển vòng-đóng.
Việc sử dụng tầm nhìn vượt xa tự động hóa công nghiệp; chúng ta cũng thấy máy ảnh được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như trong máy tính, thiết bị di động và đặc biệt là trong ô tô. Camera chỉ mới được đưa vào ô tô cách đây vài năm, tuy nhiên ô tô ngày nay được trang bị nhiều camera để cung cấp cho người lái cái nhìn toàn cảnh 360 độ về chiếc xe.
Tuy nhiên, tiến bộ công nghệ quan trọng nhất trong thị giác máy được cho là sức mạnh xử lý. Với hiệu suất của bộ xử lý tăng gấp đôi sau mỗi hai năm và không ngừng tập trung vào các công nghệ xử lý song song như CPU, GPU và FPGA đa lõi, các nhà thiết kế hệ thống thị giác giờ đây có thể áp dụng các thuật toán rất phức tạp cho dữ liệu trực quan, tạo ra các hệ thống thông minh hơn.
Những tiến bộ trong công nghệ xử lý mở ra những cơ hội mới ngoài những thuật toán thông minh hơn hoặc mạnh mẽ hơn. Hãy xem xét các trường hợp ứng dụng để bổ sung khả năng thị giác cho máy sản xuất. Các hệ thống này được thiết kế theo truyền thống như mạng lưới các hệ thống con thông minh tạo thành các hệ thống phân tán hợp tác, cho phép thiết kế theo mô-đun.
Tuy nhiên, khi hiệu suất hệ thống được cải thiện, việc áp dụng phương pháp tập trung vào phần cứng-này có thể gặp khó khăn vì các hệ thống này thường sử dụng kết hợp các giao thức-quan trọng và không{2}}thời gian-quan trọng về thời gian để kết nối. Việc kết nối các hệ thống khác nhau này thông qua các giao thức truyền thông khác nhau có thể dẫn đến tắc nghẽn về độ trễ, tính xác định và thông lượng.
Ví dụ: nếu các nhà thiết kế cố gắng phát triển ứng dụng sử dụng kiến trúc phân tán này trong khi vẫn duy trì sự tích hợp chặt chẽ giữa các hệ thống thị giác và chuyển động-theo yêu cầu trong các ứng dụng hỗ trợ thị giác-thì họ có thể gặp phải những thách thức đáng kể về hiệu suất do không đủ khả năng xử lý. Hơn nữa, việc mỗi hệ thống con có bộ điều khiển riêng thực sự làm giảm hiệu quả xử lý.
Cuối cùng, cách tiếp cận phân tán tập trung vào phần cứng{0}}này buộc các nhà thiết kế phải sử dụng các công cụ khác nhau cho từng hệ thống con: phần mềm thị giác chuyên dụng cho hệ thống thị giác, phần mềm-chuyển động cụ thể cho hệ thống chuyển động, v.v. Điều này đặt ra những thách thức đặc biệt cho các nhóm thiết kế nhỏ hơn, nơi một kỹ sư có thể chịu trách nhiệm về nhiều thành phần.
II. Tại sao hệ thống thị giác máy được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp
Có năm lý do chính để sử dụng hệ thống thị giác máy trong điều khiển tự động hóa công nghiệp:
Độ chính xác- Do những hạn chế về mặt vật lý của mắt người, máy móc có lợi thế rõ rệt về độ chính xác. Ngay cả khi con người dựa vào kính lúp hoặc kính hiển vi để kiểm tra sản phẩm, máy móc vẫn chính xác hơn, đạt được độ chính xác xuống tới một-phần nghìn inch.
Độ lặp lại- Máy có thể thực hiện kiểm tra nhiều lần bằng các phương pháp giống nhau mà không gây mệt mỏi. Ngược lại, mắt người thể hiện những khác biệt tinh tế trong mỗi lần kiểm tra, ngay cả khi kiểm tra các sản phẩm giống hệt nhau.
Tốc độ- Máy kiểm tra sản phẩm nhanh hơn. Điều này đặc biệt thuận lợi khi phát hiện các vật thể chuyển động-có tốc độ cao, chẳng hạn như trên dây chuyền sản xuất, nơi chúng nâng cao hiệu quả sản xuất.
Tính khách quan-Việc kiểm tra con người mắc phải một sai sót nghiêm trọng: thành kiến về mặt cảm xúc. Kết quả dao động tùy theo tâm trạng của người kiểm tra, trong khi máy móc hoạt động không có cảm xúc của con người, mang lại kết quả luôn đáng tin cậy.
Trị giá-Máy móc hoạt động nhanh hơn con người, nghĩa là một đơn vị kiểm tra tự động có thể xử lý khối lượng công việc của nhiều công nhân. Ngoài ra, máy móc không cần nghỉ ngơi, không bị hỏng hóc và có thể hoạt động liên tục, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất một cách đáng kể.
Hệ thống thị giác máy nhanh chóng thu thập lượng dữ liệu khổng lồ, hỗ trợ xử lý tự động và tích hợp liền mạch với các thông số kỹ thuật thiết kế và kiểm soát sản xuất. Do đó, chúng được triển khai rộng rãi trong sản xuất tự động hiện đại để giám sát quy trình, kiểm tra thành phẩm và kiểm soát chất lượng. Hệ thống thị giác máy nâng cao tính linh hoạt trong sản xuất và mức độ tự động hóa. Chúng thường thay thế tầm nhìn của con người trong môi trường nguy hiểm không phù hợp với công việc chân tay hoặc nơi khả năng thị giác của con người bị hạn chế. Trong-sản xuất công nghiệp khối lượng lớn, việc kiểm tra bằng hình ảnh thủ công tỏ ra không hiệu quả và thiếu chính xác, trong khi các phương pháp kiểm tra bằng hình ảnh bằng máy giúp tăng đáng kể năng suất và tự động hóa. Hơn nữa, thị giác máy tạo điều kiện tích hợp thông tin liền mạch, đóng vai trò là công nghệ nền tảng cho quá trình sản xuất-tích hợp máy tính.