Konenäön hyödyntäminen robotilla tehtävissä maalaus- ja liimaussovelluksissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia konenäön hyödyntämismahdollisuuksia erilaisissa robotin ohjaussovelluksissa. Työn toimeksiantajana toimi Nipema Oy, joka on erikoistunut liimaus- ja pintakäsittelylaitteisiin sekä -tuotantolinjoihin. Konenäkö on yhä suosiotaan kasvattava ja kykenevä apuväline monissa eri teollisuuden sovelluksissa, myös robotin ohjauksessa. Konenäkökameroissa voi olla hahmontunnistusta kappaleen paikantamiseen kuvausalueelta tai käyttäjä voi erilaisilla reunantunnistus- tai pituudenmittaustyökaluilla laskea arvoja, joilla voidaan ohjata robotin liikkeitä.

Tutkittava tilanne pohjautuu asiakaslähtöiseen ongelmaan. Projektissa saadut tulokset tähän yritykselle suhteellisen vieraaseen aihealueeseen olivat laitteiston käyttömahdollisuuksiin tutustuminen ja sitä kautta saadut näkemykset aiheesta. Näitä yritys voi hyödyntää tulevaisuudessa. Toteutus jakautui kolmeen osa-alueeseen, joita olivat Omronin konenäkökamera ja Yaskawan robotti sekä kokonaisuutta ohjaava Siemensin Step 7 -logiikka. Laajasta kokonaisuudesta konenäkö oli tämän opinnäytetyön pääaihe. Projekti aloitettiin tutustumalla yleisesti aihealueiden teorioihin, minkä jälkeen tutustuttiin tarkemmin käytössä olevaan laitteistoon ja niiden ominaisuuksiin. Loppuvaiheilla tehtiin matka yrityksen pääkonttorille, jossa päästiin kokeilemaan osa-alueista yhdistettyä kokonaisuutta.

Lopputuloksena opinnäytetyössä saatiin pystytettyä demolaitteistoa, jota voidaan hyödyntää jatkossa palatessa aiheen pariin. Lisäksi saatiin tutkittu kokonaisuus, pientä hienosäätöä lukuun ottamatta, toimimaan valmiin järjestelmän kaltaisesti. Raportin lopussa on lisäksi esitetty ajatuksia aiheen jatkokehityskohteista, kuten miten järjestelmää voitaisiin laajentaa tai millä kuvauspuolta voitaisiin helpottaa.

The aim of this thesis was to study the possibilities of utilising machine vision in different robotic applications. The thesis was made in association with a company called Nipema Oy, which specialises in surface treatment and gluing devices and assembly lines. Machine vision has become more and more common and it is a capable tool in many industrial applications, including robotics. It can be used in pattern recognition for part locating within the vision area of the camera. In addition, user can place edge detection or distance measurement tools to calculate values that control the robot’s movement.

The studied situation was based on a client-oriented problem. The results of the project on this relatively unfamiliar topic for the company were to get acquited with the possible usage of the equipment and to gain insights on the topic. The implementation was separated into three parts: Omron’s machine vision camera, Yaskawa’s robot, and Siemens’ Step 7 logic, which operates the whole system. From the vast entirety, the machine vision was the main focus of this thesis. The project started by studying the theories of the subject areas. This led into studying the equipment and their features used in the project. The last step was to travel to the company’s headquarters to test the built-up entity of the system consisting all the different sections.

The outcome of this thesis was the assembled setup of the subsystems, that can be used in the future research among the subject. In addition, the studied entity was tested with the actual equipment and was proven to be operational with minor limitations. At the end of the report, subject’s further development ideas, regarding the solutions for easing the system’s operation and expansion, are shared.