Massimizzare la precisione del Pick & Place: Il ruolo essenziale della Retroilluminazione.

La guida robotica richiede una stima accurata e ripetibile della posizione alla velocità di produzione. Soprattutto, la telecamera vede solo ciò che la luce rivela. Pertanto, un’illuminazione non uniforme produce immagini ambigue ed errori di posizionamento. In pratica, scegliere il giusto Illuminatore LED è importante tanto quanto la telecamera e l’obiettivo. Questa pagina spiega le opzioni di illuminazione per il pick-and-place e rimanda ai prodotti RODER corrispondenti.

In questo settore ci sono tre tipi principali di applicazioni. Innanzitutto, il “pick-and-place”, che opera partendo da un alimentatore o da un dispositivo di fissaggio ben definito. Poi, il “bin picking”, che gestisce pezzi impilati in modo casuale. Infine, la guida dei Robot Collaborativi, che opera in spazi di lavoro condivisi. Di conseguenza, ogni caso richiede requisiti di illuminazione diversi in termini di distanza, geometria e sicurezza.

Perché un’illuminazione costante è fondamentale per la stima della posa

Gli algoritmi di posizionamento calcolano la posizione e l’orientamento in base alle caratteristiche dell’immagine. Per questo dipendono dal contrasto, dalla nitidezza e dalla ripetibilità. Inoltre, l’illuminazione influisce direttamente su tutti e tre questi fattori. Di conseguenza, è la luce a determinare la qualità di ogni decisione di selezione.

Qualsiasi variazione tra la calibrazione e la produzione altera le caratteristiche dell’immagine. Di conseguenza, l’incertezza di localizzazione aumenta e i casi di mancata individuazione diventano più frequenti. Infatti, la causa più comune dell’instabilità della visione robotica non è l’algoritmo, ma piuttosto la variazione dell’illuminazione o la contaminazione da luce ambientale.

Retroilluminazione per la precisione della posa 2D

Per i pezzi piatti su un alimentatore o un nastro trasportatore, la retroilluminazione è spesso la soluzione migliore. Poiché riproduce una silhouette, il pezzo appare come una forma compatta su uno sfondo luminoso. In questo modo, l’algoritmo individua facilmente il centro e l’angolo. Di conseguenza, il prelievo rimane preciso anche con pezzi riflettenti o unti.

La luce diretta serve anche per la guida 2D. In questo caso, una luce ad anello, montata coassialmente all’obiettivo, garantisce un contrasto dei bordi ripetibile. Al contrario, la luce ad angolo basso fa risaltare il rilievo superficiale su loghi e marchi. Per campi visivi ampi, le luci a barra o i pannelli a matrice mantengono l’illuminazione uniforme su tutta l’area.

Guida 3D e selezione da contenitori

Alcune operazioni richiedono la posa 3D completa del pezzo. Per questo, i sensori a Luce Strutturata o stereo attivi rilevano la posizione e l’inclinazione. In questi sistemi, un proiettore stabile e ad alta intensità garantisce il contrasto necessario per la ricostruzione. Inoltre, gli illuminatori a Vicino Infrarosso con un filtro adattato eliminano la luce ambientale.

Il bin picking è il caso più difficile per l’illuminazione. I pezzi si trovano in posizioni casuali, sono in parte nascosti e si trovano ad altezze diverse. Di conseguenza, le superfici metalliche creano riflessi e i pezzi sovrapposti proiettano ombre complesse. Per questo motivo, gli integratori combinano diverse modalità: una scansione 3D individua il pezzo, mentre una sorgente diffusa o un Illuminatore a Cupola riduce gli artefatti speculari.

Montaggio e Reiezione della Luce Ambiente

L’illuminatore può essere montato sul braccio del robot oppure rimanere fisso nella cella. Il montaggio all’estremità del braccio garantisce una geometria costante in tutte le posizioni. Tuttavia, richiede unità compatte e leggere che rientrino nei limiti di carico utile. Al contrario, il montaggio fisso consente di utilizzare illuminatori più grandi e potenti per zone di prelievo ben definite.

La luce ambientale rimane una minaccia costante. Le lampade a soffitto, gli archi di saldatura e i lucernari finiscono tutti per contaminare l’immagine. Per questo, gli ingegneri ricorrono a diverse soluzioni. Ad esempio, un flash ad alta intensità sovrasta la luce ambientale durante l’esposizione. Inoltre, la luce a banda stretta con un Filtro Passa-banda, o NIR (Vicino Infrarosso) da 850 a 940 nm, elimina efficacemente la luce parassita.

Velocità, strobo e Produttività

Le celle “pick-and-place” funzionano velocemente, quindi la tempistica è fondamentale. Dato che il componente si muove, è essenziale un tempo di esposizione breve. Per questo, la luce di solito funziona in modalità stroboscopica, sincronizzata con la fotocamera. Di conseguenza, il movimento si blocca e l’immagine rimane nitida.

La stabilità garantisce la continuità del ciclo nel tempo. Inoltre, un driver con corrente stabilizzata fa sì che ogni flash sia identico. Di conseguenza, il risultato della posa rimane costante dalla prima all’un milionesima unità. A sua volta, la produttività aumenta e gli errori di selezione diminuiscono.

Prodotti RODER Vision per questa applicazione

Il sistema pick-and-place utilizza pannelli con retroilluminazione per la regolazione della posizione, oltre a barre e pannelli per i campi 2D. Pertanto, le quattro serie riportate di seguito sono quelle consigliate. Ognuna di esse offre un controllo stabile della corrente e robusti corpi industriali.

Per il posizionamento di componenti coassiali, RODER offre anche illuminatori ad anello a LED, mentre gli illuminatori spot a LED sono adatti alla proiezione focalizzata o NIR (Vicino Infrarosso). Oltre alle opzioni a catalogo, RODER Vision fornisce supporto ingegneristico per l’Integrazione OEM. In pratica, il giusto mix di retroilluminazione, geometria e reiezione della luce ambientale trasforma una scena in movimento in una posizione stabile. Pertanto, definisci prima il componente e la modalità di acquisizione delle immagini, poi scegli l’illuminatore DL più adatto. Di conseguenza, la cella pick-and-place ottiene posizioni ripetibili, una maggiore precisione e tassi di prelievi errati più bassi.

Domande frequenti