Фраза «машинное зрение», словно бы сошедшая со страниц фантастического романа о роботах, на самом деле представляет собой сугубо технический термин, который является общим названием для систем автоматизации станочного промышленного оборудования, в первую очередь, металлообрабатывающего. Хотя справедливости ради следует заметить, что с фантастикой это словосочетание всё же соприкасается. Машинное зрение предоставляет поистине фантастические возможности в обработке металлов.
Принцип действия
Машинное зрение предполагает получение визуальной информации об объекте металлообработки и её преобразование для формирования команд, управляющих исполнительными механизмами в составе станка. Система включает следующие главные элементы:
- устройство формирования изображений;
- вычислитель;
- аналитический алгоритм;
- каналы передачи данных.
Устройством, в котором формируется визуальная информация, обычно является видеокамера или лазерный датчик. В качестве вычислителя используется аналог персонального компьютера с урезанным пользовательским функционалом. Аналитический алгоритм – это программа ЧПУ, управляющая конкретной машиной или группой станков.
Эволюция
Первые опыты по внедрению машинного зрения относятся к 70-м годам XX века. В то время мир охватил бум роботизации, который, впрочем, быстро закончился. Причина неудач заключалась в отсутствии оборудования с достаточными вычислительными мощностями. Кроме того, «глаза» машин были такими громоздкими, что это сводило на нет всю целесообразность машинного зрения. И, наконец, математические модели алгоритмов числового программного управления в силу своей сложности не могли эффективно описывать многокоординатные системы, которые требовались для автоматической металлообработки.
Ситуация начала меняться в позитивную сторону с появлением миниатюрных камер, производительных ЭВМ и проектного программного обеспечения типа AutoCAD. Теперь в руках станкостроителей появились мощные инструменты для создания машин, обладающих полноценным машинным зрением – таким, чтобы станок сам, без вмешательства человека изготавливал продукцию от стадии заготовки до получения готового изделия.
Современные видеокамеры и лазерные датчики формируют реалистичные изображения, обеспечивающие точность обработки. Вычислители производят миллиарды операций в секунду. Программы ЧПУ обсчитывают не только плоские изображения, но и объёмные 3D-модели изделий. Каналы передачи данных оперируют колоссальными информационными массивами. В результате растёт производительность оборудования с одновременным устранением человеческого фактора, негативно влияющего на качество металлопродукции.
Универсальность машинного зрения
Достоинство данной технологии заключается в универсальности. Машинное зрение может быть применено при любом виде металлообработки. Этими системами с успехом оснащаются токарные и фрезерные станки, сверлильные и шлифовальные машины, устройства лазерной резки, гибочные аппараты и штампы. Очень хороший потенциал машинное зрение демонстрирует при модернизации промышленной техники – оно сравнительно легко интегрируется в конструкции устаревших станков, повышая их производительность.
Наиболее высокую эффективность данный способ управления промышленным оборудованием показывает на крупносерийных производствах, но при необходимости машинное зрение может использоваться и в выпуске средних и малых партий. С этой точки зрения ценное преимущество машинного зрения состоит в возможности быстрой перенастройки станка на изготовление новой продукции.
