멀티 카메라 비전 시스템은 하드웨어 동기화된 3D 카메라를 사용하여 작업 공간을 지속적으로 재구성하고 밑창의 물리적 변형을 모니터링함으로써 조립 정밀도를 유지합니다. 실시간으로 특정 주요 특징점을 추적함으로써 시스템은 협동 로봇을 위한 정확한 좌표를 생성하여 유연한 밑창을 고정된 신발 갑피에 맞춰 종방향 및 횡방향 정렬을 정확하게 조정할 수 있도록 합니다.
자동 신발 조립의 핵심 과제는 로봇 공학이 아니라 유연한 재료의 예측 불가능성입니다. 이러한 시스템은 밑창을 단단한 물체가 아닌 실시간 모니터링을 통해 완벽한 접착을 보장해야 하는 동적 모양으로 취급함으로써 이러한 격차를 해소합니다.
정밀도의 메커니즘
하드웨어 동기화 3D 재구성
고정밀을 달성하기 위해 시스템은 단일 시점에 의존하지 않습니다. 여러 개의 하드웨어 동기화된 3D 카메라를 사용하여 여러 각도에서 작업 공간을 동시에 봅니다.
이 동기화는 모든 카메라의 데이터가 정확히 같은 마이크로초에 캡처되도록 보장합니다. 시스템은 이 데이터를 함께 엮어 작업 공간의 통합되고 정확한 3D 재구성을 생성하여 단일 카메라가 직면할 수 있는 사각 지대를 제거합니다.
실시간 변형 모니터링
금속 또는 플라스틱 부품과 같은 단단한 구성 요소와 달리 신발 밑창은 유연하며 취급 중에 뒤틀리기 쉽습니다. 비전 시스템의 주요 작업은 조작 중인 밑창의 변형을 모니터링하는 것입니다.
이것은 정적 스냅샷이 아니라 지속적이고 동적인 프로세스입니다. 로봇이 밑창을 움직이거나 잡을 때 비전 시스템은 구부러지거나 뒤틀림을 설명하기 위해 모양 데이터를 즉시 업데이트합니다.
주요 특징점 추적
시스템은 전체 모양만 보는 것이 아니라 밑창의 주요 특징점에 초점을 맞춥니다.
이러한 특정 기하학적 마커를 고정함으로써 소프트웨어는 밑창의 정확한 위치와 방향을 계산합니다. 이 데이터는 로봇에 직접 공급되어 접착이 발생하기 전에 정렬 불량을 수정하는 데 필요한 "눈"을 제공합니다.
조립 프로세스
고정된 참조
정렬 변수를 단순화하기 위해 시스템은 조립의 한쪽 절반을 고정합니다. 신발 갑피는 공압 고정구를 사용하여 고정됩니다.
이렇게 하면 고정된 참조 지점이 생성됩니다. 시스템은 갑피의 위치를 정확히 알고 있으므로 가변 요소인 이동하는 밑창에 모든 처리 능력을 집중할 수 있습니다.
동적 로봇 조정
비전 시스템의 데이터를 통해 협동 로봇이 실제 접착을 수행합니다.
밑창 변형에 대한 실시간 피드백을 받기 때문에 로봇은 실시간으로 미세 조정을 수행할 수 있습니다. 이를 통해 유연한 밑창이 단단한 갑피와 완벽하게 정렬되어 고정밀 종방향 및 횡방향 조립을 달성할 수 있습니다.
절충점 이해
시스템 복잡성 및 보정
하드웨어 동기화에 의존하는 것은 상당한 복잡성을 야기합니다. 카메라가 동기화에서 벗어나거나 보정이 드리프트되면 3D 재구성이 부정확해져 조립 오류가 발생합니다. 카메라 배열에 대한 엄격한 유지 관리가 필수적입니다.
특징 가시성에 대한 의존성
시스템은 주요 특징점을 추적하는 데 의존합니다. 밑창 디자인에 뚜렷한 특징이 없거나 재료가 센서에 대한 대비가 좋지 않으면 비전 시스템이 방향을 정확하게 계산하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다.
목표에 맞는 올바른 선택
## 프로젝트에 적용하는 방법
이 기술의 성공은 비전 시스템의 기능과 재료의 물리적 특성 간의 균형에 달려 있습니다.
- 주요 초점이 매우 유연한 재료 취급인 경우: 로봇 이동 중 재료 뒤틀림을 보상하기 위해 고속 실시간 변형 모니터링 기능이 있는 시스템을 우선적으로 고려하십시오.
- 주요 초점이 조립 속도인 경우: 비전 시스템이 처리 지연 없이 즉시 인식하고 로봇을 안내할 수 있도록 밑창에 뚜렷하고 대비가 높은 주요 특징점이 있는지 확인하십시오.
자동 접착의 정밀도는 궁극적으로 시스템이 재료의 변화하는 모양을 얼마나 빨리 보고, 이해하고, 반응할 수 있는지에 대한 함수입니다.
요약 표:
| 특징 | 비전 시스템에서의 기능 | 정밀도에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 3D 재구성 | 동기화된 다각도 작업 공간 매핑 | 사각 지대를 제거하고 데이터 정확성을 보장합니다 |
| 변형 모니터링 | 유연한 밑창 뒤틀림의 실시간 추적 | 로봇 취급 중 재료 구부림을 보상합니다 |
| 특징점 추적 | 특정 기하학적 마커 고정 | 로봇 정렬을 위한 정확한 좌표를 제공합니다 |
| 고정된 참조 | 공압 고정구를 통한 신발 갑피 고정 | 단순하고 정확한 접착을 위한 고정 대상 생성 |
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참고문헌
- José-Francisco Gómez-Hernández, María-Dolores Fabregat-Periago. Development of an Integrated Robotic Workcell for Automated Bonding in Footwear Manufacturing. DOI: 10.1109/access.2024.3350441
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