Témata
Reklama

Průmysl 4.0: Počítačové vidění a jeho použití ve strojírenství

Do strojírenských i jiných výrobních provozů v nejvyspělejších zemích světa vstupuje Průmysl 4.0. Postupně modernizuje výrobní procesy pomocí softwaru a „chytřejších“ strojů, stále snadněji ovládatelných robotů nebo nových procesů jako 3D tisk. Hlavně však výrobu do velké míry automatizuje a propojuje všechny výrobní celky tak, aby spolu komunikovaly a ideálně se i staly autonomními v některých rozhodnutích.

K tomu je nezbytností moderní technologie počítačového vidění, tedy kamery propojené s počítači, které umožňují počítačovou analýzu obrazu v reálném čase.

Reklama
Reklama
Počítačové vidění v praxi: optimalizace detekce poškozených součástek před osazením na desky plošných spojů

Principy jednotlivých aplikací počítačového vidění se liší podle druhu a nasazení, základní postup je však téměř vždy stejný. Na začátku je získání dat (snímku z kamery), následuje pre-processing (například odstranění optických vad a šumu), a poté už samotná extrakce požadovaných dat a jejich následné zpracování. Technologie počítačového vidění se snaží o maximální napodobení lidského vidění, o rozdělení obrazu na samostatné objekty a hlavně o interpretaci viděného obrazu.

Snímací část měřicího ramena určeného k analýze obráběcích nástrojů pro CNC stroje

Aplikace počítačového vidění

Jak již bylo řečeno, smart technologie Průmyslu 4.0 by byly nemyslitelné bez neustálého propojení všech výrobních celků. Právě zde najdeme klíčovou roli počítačového vidění. Kamery propojené s počítačem umožňují sledování jednotlivých součástek a polotovarů na lince, nejčastěji pomocí QR kódů nebo kódů datových matic. Operátoři tak mají kdykoliv perfektní přehled, kde se jaká součástka v danou chvíli nachází a v jaké fázi výroby určitý polotovar právě je. Počítačové vidění a chytré kamery jsou tak pro Průmysl 4.0 nezbytností. Sluší se také dodat, že automatizace výroby znamená samozřejmě i automatizaci jedné z podstatných součástí každého výrobního cyklu – kontroly kvality. I zde se uplatňuje právě technologie počítačového vidění.

Snímací soustava určená pro ověřování deklarované délky skládacích metrů

Česká realita

Nepředstavujme si však, že popsaný ideální stav odpovídající Průmyslu 4.0 nyní panuje ve většině českých strojírenských firem. Průmysl 4.0 se v Česku zatím prosazuje hlavně v automobilovém průmyslu. Až 30 % českých strojírenských firem podle našich průzkumů nezná technologii počítačového vidění a přes 80 % ji neaplikuje. V důsledku jim tak nutně zůstává vzdálený postmoderní svět Průmyslu 4.0, snižující náklady a zvyšující efektivitu výroby. Tím samozřejmě bude do budoucna trpět i jejich konkurenceschopnost ve srovnání například s německými firmami, kde jsou Průmysl 4.0 a počítačové vidění již více doma.

Detail snímací soustavy – lze vidět objektiv kamery, čtecí hlavu lineárního snímače a osvětlení.

Pokročilé české strojírenské firmy používají kromě výše zmíněných oblastí počítačové vidění také v rámci seřizovacího softwaru, který analýzou obrazu v reálném čase extrahuje charakteristiky obráběcích nástrojů CNC strojů. Tyto charakteristiky jsou dále vyhodnocovány, a je tak možné určit různá omezení obrábění daným nástrojem či jeho opotřebení. Výsledná data jsou velmi důležitá pro zachování přesnosti obrábění a mají zásadní vliv na její kvalitu.

Další oblasti použití technologie počítačového vidění ve strojírenství spočívají v kontrole správnosti obrobku nebo jeho orientace při automatickém zakládání do obráběcího stroje, kontrole dílů po ukončení automatické montáže, při navádění robota v procesu laserového zavaření výrobku, snímání tvaru ostří u profilových obráběcích nástrojů, při měření a analýze tvaru a přesnosti strojírenských výrobků, vyhodnocování vad materiálu, kontrole přítomnosti nežádoucích prvků (například špon) na obráběných detailech nebo třeba při automatickém ohýbání a rozpoznání polohy dílu.


Názorná ukázka počítačového vidění v praxi – práce systému při kontrole poškození obalu a správného množství obsahu

Současné výzvy

Technologie nedílně spojené s Průmyslem 4.0, mezi něž patří i počítačové vidění, se nadále rozvíjejí velice rychlým tempem a přinášejí strojírenským i jiným firmám stále nové možnosti. Na konci této cesty stojí plná automatizace výroby. V řádu kolika let to nastane, je nyní nemožné předpovědět, ale firmy, které se tomuto trendu včas přizpůsobí, budou mít nepochybně konkurenční výhodu.

Autor článku je jednatelem společnosti Kinalisoft specializované na počítačové vidění.

Kinalisoft

Radek Štourač

radek.stourac@kinalisoft.eu

Reklama
Související články
Řešení pro logistiku letecké nákladní dopravy

Když byl na jaře roku 2018 uveden do provozu nový nákladní terminál na letišti Helsinki-Vantaa, posílila největší finská letecká společnost - jedna z předních, které zajišťují leteckou dopravu mezi Evropou a Asií - své vedoucí postavení leteckého přepravce v severském regionu. Zásadním rozhodnutím pro budoucí rozvoj bylo rozšíření flotily o 19 nových Airbusů A350, z nichž 11 již bylo dodáno. Investice do pozemní infrastruktury i do letadel vytvářejí základnu pro posílení objemu přepravy pasažérů a nákladu v rámci evropských a mezikontinentálních destinací. Řešení pro kompletní tok materiálu pochází od společnosti Lödige Systems z Warburgu a pohonná technika od firmy Lenze.

Mobilní roboty zajišťují bezpečnější logistiku

Kverneland Group, globální výrobce zemědělské techniky se sídlem v Dánsku, přijme do závodu každý rok na 100 000 palet materiálu a komponent. Materiál je zde dále zpracováván a komponenty jsou montovány do finálních strojírenských výrobků, které opouštějí tovární sklady v kontejnerech. Téměř 500 zaměstnanců přepravuje materiál na ploše 55 000 čtverečních metrů s pomocí nejrůznějších dopravních prostředků, které se neustále pohybují po výrobní hale. Společnost je součástí významné japonské skupiny Kubota Group.

Automatická obsluha mezioperačního skladu

Důvodem pro nasazení automatu v obsluze skladu polotovarů v jičínském závodě Continental Automotive Czech Republic je speciální klima. Brzdové komponenty z plastů musejí po určitou dobu schnout a dozrávat za přísných teplotních, a hlavně vlhkostních podmínek, které nejsou vhodné pro delší pobyt člověka.

Související články
Robotická detekce a třídění

Robotický manipulátor Denso Robotics, detekční kamery Cognex a vibrační dopravník Roba Engineering tvoří systém Eyefeeder, určený k manipulaci a detekci hůře rozlišitelných a orientovatelných výrobků menších rozměrů. Příkladem může být orientování a následné zakládání pružin, které jsou spojené nebo se překrývají. Celý systém a jednotlivé dílčí mechanismy jsou ovládány jediným kontrolérem, který řídí a vyhodnocuje požadovanou manipulaci, vibraci, detekci přítomnosti a pozice výrobků. Efektivitu systému lze definovat v hodnotách cycle time 60 produktů za minutu, nosnost robotické paže v rozmezí 3–20 kg.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Automatická přeprava hliníkových desek s milimetrovou přesností

Dopravu těžkých hliníkových desek zajišťují ve společnosti Austria Metall AG (AMAG) autonomní transportní platformy a přispívají tak významným způsobem k flexibilitě interní logistiky. Tyto všesměrové plošiny se pohybují zcela autonomně a provádějí tak samostatně poslední výrobní krok.

Šetřete svoje síly!

Jednou ze zásadních myšlenek vedoucích k pokroku a zvyšování produktivity je dělba práce. Specializace na různé technologie umožňuje posouvat jejich hranice.

Logistický průmysl investuje do technologií počítačového vidění

V několika posledních měsících obdržela společnost Cognex Corporation objednávky v celkové výši přes pět milionů dolarů od zákazníků z logistického sektoru. Prvním je velká zásilková společnost a druhým globální maloobchodní společnost.

Zlatá medaile pro prof. Kassaye

Po dvouleté pauze, zapříčiněné hygienickými opatřeními ke snížení šíření pandemie koronaviru, se opět otevřely brány MSV v Brně, v rámci kterého se udílejí i ocenění Zlatých medailí. A to jak vystaveným exponátům, tak tradičně, již od roku 2006, díky iniciativě redakce našeho časopisu, také ocenění osobnosti za její celoživotní tvůrčí technickou práci a dosažené inovační činy.

Od konstrukce strojů po parkovací věže

Mezi starší generací strojařů pravděpodobně není nikoho, kdo by neznal původem škodováka Josefa Bernarda z Jičína. Tento strojírenský nadšenec příští rok oslaví své sedmdesátiny. Před třiceti lety po odchodu z místního Agrostroje položil základy společnosti Vapos, která dává perspektivní práci patnácti desítkám lidí z Jičína a blízkého okolí.

Praktický výzkum nám dělá svět lepším

Prof. Ing. Milan Gregor, PhD. se narodil v Prievidzi a dětství prožil v Necpaloch. Zde u příležitosti oslav 600. výročí první písemné zmínky byl v roce 2015 oceněn Cenou primátorky Prievidzy za mimořádné zásluhy v rozvoji hospodářství, vědy a techniky a šíření dobrého jména Slovenské republiky v zahraničí.

Ohlédnutí za MSV 2018

Jubilejní strojírenský veletrh v Brně se i letos nesl ve znamení inovací, technických i technologických novinek (často také světových premiér), ale hlavně v duchu oslav stého výročí založení Československé republiky, takže se také vzpomínalo na historické úspěchy v technice v expozici 100RIES. A není tedy divu, že partnerskou zemí bylo letos Slovensko. Na následujících řádcích přinášíme malé ohlédnutí za veletrhem, kde připomeneme některé exponáty, které v očích naší redakce za zmínku a vzpomínku stojí.

Úspory především

Dnešní doba patří automatizaci a robotizaci. V průmyslových a výrobních podnicích se automatizace masivně rozšiřuje z výrob i do ostatních činností podniku. Obrovskou proměnou v posledních letech prošel celý obor logistiky a vnitřních procesů hospodaření s nástroji a zásobami. Současný trend velí spořit nástroje a materiál zejména s pomocí jeho dokonalé evidence a přehledu o jeho spotřebě. Je základním přikázáním skladovat pouze nejnižší bezpečný objem zásob, pokud možno v režii dodavatelských firem. Celý proces evidence a životního cyklu nástrojů, včetně objednávání, bývá svěřen softwarovým aplikacím. Samotné fyzické uskladnění nástrojů je řešeno výdejními automaty.

Transparentní továrna usnadňuje přístup k datům z výroby

Před pěti lety prošel vrchlabský závod Škoda Auto kompletní proměnou z výroby automobilů na výrobu high-tech automatické dvouspojkové převodovky DSG. Samozřejmě musel být vymyšlen zcela nový layout všech jednotlivých výrobních úseků, důkladně byl navržen tok materiálu až do posledního centimetru a myšleno bylo již od počátku také na přicházející digitalizaci a éru Průmyslu 4.0. Postupné zavádění prvků moderní výroby později pomohlo k vyšší efektivitě. Dnes se namísto původního 1 000 převodovek denně vyrábí více než dvojnásobek.

Autonomní roboty jdou s dobou

Výrobci, i např. v potravinářském sektoru, se stále častěji setkávají s požadavkem na rozšíření možností nabídky, aniž by to negativně ovlivnilo produktivitu. Takové požadavky zvyšují objem, ale i složitost testování. Bruno Adam, ředitel evropských projektů mobilních robotů společnosti Omron, vysvětluje, jak se inteligentní mobilní roboty přizpůsobují, aby splnily požadavky na výrobu potravin v budoucnosti.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit