الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
دانشگاه زاگرب، کالج مهندسی مکانیک و معماریهای نوین، کرواسی
مرجع به انگلیسی
University of Zagreb; Faculty of Mechanical Engineering & Naval Architecture Ivana Lučića 5, Zagreb, Croatia
کشور
کرواسی
فرآیند مونتاژ بر مبنای سیستم رباتیک هوشمند و با استفاده از دید ماشینی و یکپارچه سازی CAD
چکیده
این مقاله در ارتباط با ایجاد یک سیستم مونتاژ رباتیک خودکار می باشد که قابلیت کارکرد در یک محیطی کاری آشفته را خواهد داشت. پیش نیازهای اساسی در زمینه رفتار ربات خودکار درک محیط آن می باشد. دید ماشینی به عنوان فناوری اصلی که قابلیت فراهم آوردن درک بصری برای سیستم های فنی را دارد مورد اثبات قرار گرفته است. این مدل سیستم مونتاژ خودکار جامع که در تحقیق جاری ایجاد شده است از یک دید ماشینی بر مبنای ایده جامعیت اطلاعات استفاده می نماید. این دیدگاه خواستار به حداکثر رسانی استفاده از داده های CAD و جامعیت متعاقب فرآیند مونتاژ، همانند جامعیت و یکپارچه سازی اطلاعات مهندسی و داده های فرآیند می باشد. مدل CAD تجسم کننده تشریح یک هندسه محصول است، که مشخص کننده پارامترهای تولید و فرآیندهای مونتاژ می باشد که ابتدا به ساکن برای سیستم بصری/ دیداری به کار گرفته شده است. بر مبنای مدل موجود، یک سلول مونتاژ رباتیک خودکار شناسایی شده و بر مبنای آن نرم افزار دید ماشینی مورد نیاز و همچنین برنامه کنترل ربات ایجاد گردیده اند. این سیستم با توجه به وظایف حقیقی با استفاده از یک محصول آزمایشگاهی ساده مورد تایید و تصدیق قرار گرفته است.
دید ماشینی به عنوان نوعی از فناوری به شمار می آید که قابلیت ارائه درک بصری / دیداری برای سیستم های فنی، با هدف ارتقای عملکرد آنها و فراهم آوردن قابلیت های کاری خودکار، را خواهد داشت (Jain، Kasturi و Schunk 1995، Zeuch 2000). در این خصوص باید قدردان تکنیک هایی چون دید ماشینی و دیگر فناوری های مرتبط نظیر علوم کامپیوتر، هوش مصنوعی، مواد جدید و نانو تکنولوژی بود؛ بر این مبنا، محصولات فناوری مدرن که قابلیت های انسانی را به ارث می برند، به نظر به عنوان جایگزین یا مکمل بسیاری از فعالیت های کاری ما خواهند بود (Minsky 1963، Jerbić ۲۰۰۲، Jerbić ۱۹۹۹).
…
این مقاله در ارتباط با ایجاد یک مدل سیستم مونتاژ رباتیک می باشد که قابلیت کار در یک محیط آشفته و پر هرج و مرج را خواهد داشت. کاربرد دید ماشینی که مبنای دانش آن از طریق سیستم CAD ایجاد می شود در این مبحث مورد توجه قرار می گیرد. این دیدگاه تعریف کننده سطوح مشترک بین کار و دانش مهندسی می باشد از این طریق قابلیت به حداقل رسانی بی نظمی ها یا افت اطلاعات را خواهد داشت. یک مدل مرتبط با این محصول، که به وسیله سیستم CAD در طی فاز طراحی ایجاد شده است، شامل کلیه اطلاعات در خصوص هندسه مرتبطی است که سیستم بصری جهت شناسایی اشیاء بدان نیاز خواهد داشت. از طرف دیگر، داده های فرآیند (عمدتا با توجه به توالی یا ترتیب مونتاژ) جهت فراهم آوردن یک چارچوب اطلاعاتی کامل برای برنامه کنترل هوشمندانه مورد نیاز خواهد بود که خود قابلیت القای عملیات خودکار ربات را خواهد داشت.
مونتاژ رباتیک دید ماشینی یکپارچه CAD
۲- مفهوم سیستم جامع برای مونتاژ اتوماتیک در محیط آشفته
در این مقاله، عبارت «محیط کنترل شده، بصورت مقید و منظم» مشخص کننده نوع خاصی از دانش در خصوص وضعیت سیستمی و فرآیندهای مرتبط می باشد، که خود حاصل آمده از دیدگاه فرآیندهای کاری هستند. افزایش در سطح اطلاعات / دانش که اجزای سیستمی / ابزاره ها برای کار از آن استفاده می کنند به معنای افزایش نسبی در سطح کنترل می باشد. در صورتی که ربات قابلیت یافتن موقعیت قطعه کاری را داشته باشد، که کاملا در فضای کاری محدود نشده باشد، آن هم با استفاده از یک رویه ادراکی مشخص، دانش و هوشمندی، می توان این مورد را اذعان داشت که چنین سیستمی به طور کامل تحت کنترل قرار دارد. بنابراین، فرضیه ذیل را می توان تعریف نمود:
سطح کنترل یک سیستم اتوماتیک در تناسب با دانش / اطلاعات در خصوص سیستم منطبق و فرآیند مربوطه به جای جبرگرایی آرایش فیزیکی اجزای آن است.
در یک فرآیند مونتاژ اتوماتیک، کنترل یک سیستم غالبا مرتبط با کنترل محیط کار می باشد. موقعیت کنترل نشده به عنوان هر موقعیتی تعریف می شود که در آن هر شی یا موردی به طور کامل از نقطه نظر موقعیت، جهت گیری، عملکرد و یا فرآیند تعریف نشده است. به منظور حاصل آوردن کنترل اتوماتیک یک سیستم، باید دانش سیستمی و فرآیند های مربوطه مهیا باشند. کنترل دینامیکی اطلاعات، بر مبنای درک محیط زیست، نیازمند دانش کمتر عملیاتی و ساختاری از قبل تعیین شده می باشد.
مونتاژ رباتیک دید ماشینی یکپارچه CAD
۳- مونتاژ رباتیک با استفاده از دید ماشینی
سیستم توسعه یافته رباتیک برای انجام فرآیند مونتاژ در یک محیط کاری کنترل نشده و آشفته شامل موارد ذیل خواهد بود: یک دوربین دیجیتال CCD، نرم افزار فریم گربر (frame grabber)، نرم افزار انتقال تصاویر از دوربین به کامپیوتر، یک کامپیوتر شخصی (PC)، یک ربات با برنامه های کنترلر و سیستم های کنترلی منطبق.
برنامه کنترلی متشکل از دید ماشینی و سیستم های کنترل حرکت رباتیک می باشد. برنامه دید ماشینی با استفاده از کتابخانه شیء HEXSIGHT ایجاد شده است (Adept 2001)، یعنی بکارگیری الگوریتم های دید اصلی به منظور فیلترینگ، جدا سازی / تفکیک، کالیبراسیون و غیره. وظیفه اصلی برنامه تصویر برداری تفسیر محتویات تصاویر اسکن شده / دریافت شده به وسیله دوربین CCD می باشد. دقیق تر آنکه برنامه دیداری مسئول شناسایی قطعه کاری و مشخص نمودن موقعیت و جهت گیری آن در قطعه کاری رباتیک می باشد.
۱-۳٫ سیستم بصری / دیداری
ساختار اصلی برنامه سیستم بصری یا دیداری در شکل ۲ ارائه شده است. ساختار اصلی شامل عناصری است که به طور مستقیم در امر شناسایی قطعات کاری و محاسبه موقعیت و جهت های آنها مشارکت دارند. برخی از روتین های این برنامه، به طور مثال برای فرآیند تصویر برداری یا تجسم تصاویر، رابط پنجره و مدیریت داده، در این طرح تحت پوشش قرار نمی گیرند. ورودی های برنامه بصری به شرح ذیل هستند:
تصویر دیجیتالی در حالت منوکروم یا تک رنگ و در یک شاخص ماتریسی، دیجیت شده از یک سیگنال ویدیویی آنالوگ
تصویر دیجیتال برداری ایجاد شده در سیستم CAD از مدل سه بعدی قطعه کاری
ترتیب مونتاژ
تغییر شکل یکنواخت و همگن که مشخص کننده سیستم مختصات در ارتباط با سیستم مختصات اصلی ربات می باشد.
۱-۱-۳ ساخت و فرمت دهی تصاویر
یک تصویر دیجیتال از طریق ابزارهای دیجیت کننده / رقومی ساز ساخته می شود. یک تصویر دیجیتی خام برای فرآیند شناسایی مفید نخواهد بود چرا که به واسطه نقص دوربین یا موارد مرتبط با دقت لنز ممکن است اعوجاج هایی داشته باشد. علاوه بر این لازم است تا نسبت به مشخص نمودن ارتباط بین ابعاد حقیقی قطعات و ابعاد مشخص شده به وسیله پیکسل ها اقدام نمود. فرآیند کالیبراسیون به ما در زمینه جبران اعوجاج تصویر و تعریف مقیاسی بین اندازه پیکسل و اندازه قطعه کاری حقیقی کمک می نماید. در مرحله بعد، تصاویر دیجیتال کالیبره شده می بایست با استفاده از الگوریتم آشکار سازی لبه و برنامه ایجاد کانتور / برآمدگیها و خطوط کناره تحت پردازش قرار گیرند.
۱-۲-۳٫ شناسایی شی و موقعیت آن
در این تحقیق از الگوریتم Sobel برای تشخیص یا آشکار سازی لبه ها استفاده شده است (Sonka، Hlavac و Boyle 1998). لبه ها معرف زنجیره های پیکسل به هم پیوسته می باشند که سبب مشخص نمودن نواحی تصویر خواهند شد. فرآیند جدا سازی یا تفکیک (Yang و Gillies 2004، Haralick و Shapiro 1992)، الگوریتم «رهگیری حاشیه ها» جهت ایجاد کانتورها یا سرحدهای منطبق و درون یابی لبه های تشخیص داده شده مورد استفاده قرار می گیرند. این نواحی و مشخصه های آنها تحت عنوان spline فرمول بندی می گردند.
۳-۱-۳٫ ایجاد و فرمت بندی مدل شناسایی از CAD
مدل شناسایی به عنوان یک ساختار رسمی به شمار می آید که تشریح کننده هندسه قطعه ای می باشد که می بایست با استفاده از سیستم بصری مورد شناسایی قرار گرفته و موقعیت آن نیز مشخص شود. جهت ایجاد مدل شناسایی از داده های CAD، لازم است تا نسبت به ایجاد یک نقشه دو بعدی در ابتدا اقدام نماییم. این نقشه می بایست شامل دیدهای منطبق، همانند تصاویر متعامدی باشد که از یک دید دوربینی انتظار می رود. این نقشه به عنوان شاخص تحلیلی هندسی مطرح بوده و می بایست آن را به فرمتی سازگار (قابل مقایسه) با تصویر دوربین تبدیل نمود، یعنی از سیستم دیجیتالی کننده یا سیستم ارسال سیگنال به کامپیوتر یا همان نرم افزار فریم گرابر، بنابراین، این نقشه می بایست در نهایت تبدیل به فرمت ماتریسی شود.
۴-۱-۳٫ مهیا سازی نتایج برای ربات
این شناسایی محدود به اشیایی است که به وسیله طرح مونتاژ مشخص شده است. نتیجه شناسایی بر مبنای ترتیب مونتاژ مشخص شده دسته بندی می گردند (Kunica و Vranješ ۱۹۹۹). ابتدا به ساکن، تغییر شکل همگن اقدام به تعریف موقعیت و جهت گیری قطعات در تناسب با سیستم بصری می نماید. به منظور قابلیت بکارگیری برای برنامه کنترل ربات، این تغییر شکل ها را می بایست با توجه به سیستم مختصات ربات از طریق ضرب آن با تغییر شکل همگن که مشخص کننده موقعیت نسبی سیستم بصری و سیستم مختصات ربات می باشد، به سیستم مختصات ربات تغییر داد. در نهایت، نتایج سورت شده و شناسایی موارد تبدیل شده مشخص کننده مختصات مرتبط خواهند بود.
۵-۱-۳٫ رابط کاربر پشتیبان برنامه سیستم بصری / دیداری
رابط کاربر برنامه سیستم بصری به منظور کمک جهت مشخص نمودن پارامترهای مهم و انجام فرآیند شناسایی طراحی شده است.
۲-۳٫ استخراج مدل شناسایی از داده های CAD
فرآیند استخراج مدل شناسایی بر مبنای موارد ذیل استوار است:
ایجاد تصاویر دیجیتالی از دیدهای ترسیم شده از قطعات منطبق
ایجاد یک مبنای نمونه سازی با بهره گیری از تصاویر مونوکروم یا تک فام / تک رنگ
کالیبراسیون تصاویر
فرآیند کامل استخراج در شکل ۴ نشان داده شده است. این فرآیند با طراحی مدل سه بعدی CAD آغاز می شود. پس از آن نقشه های دو بعدی با استفاده از ادوات طراحی استاندارد ایجاد می شوند. این نقشه ها در ابتدا در فرمت برداری دو بعدی تشریح می گردند.
۳-۳٫ برنامه کنترل ربات
این ربات به وسیله برنامه کنترلی مدیریت می شوند که بر روی سیستم کنترلی خود اجرا می گردد. این برنامه در حقیقت به صورت یک روتین برداشتن و قرار دادن پارامتریک می باشد. دو مجموعه پارامتری وجود دارند که تعریف کننده هر گونه وظیفه ترکیبی می باشند. اولین مجموعه شامل موقعیت ها و جهت گیری های مربوطه هستند که به وسیله سیستم بصری حاصل می شوند. مجموعه دوم مشخص کننده پارامترهای مربوط به خط سیر برای موردی است که برخی از عملکردهای ترکیبی نیازمند یک دیدگاه خاص هستند که به وسیله برنامه مونتاژ حاصل می شود.
برنامه کنترل در زبان برنامه نویسی +V توسعه یافته است (Adept 2001). ساختار این برنامه در شکل ۵ ارائه شده است.
۴-۳٫ فرآیند مونتاژ
پس از آنکه یک قطعه بلند شد، عملیات جفت کردن قطعات آغاز می گردد. این عملیات به وسیله خط سیر مونتاژ از پلان مونتاژ مرتبط تعریف می شود. خط سیر به وسیله بردارهای موقعیت و جهت r توصیف می گردد. فایل خط سیر حاوی آرایه بردارهای درون یابی است. عملیات به هنگامی به انتها می رسد که آخرین موقعیت حاصل شده باشد. برنامه کنترلی با قطعه بعدی تداوم یافته تا آنکه کلیه قطعات مونتاژ شوند.
مونتاژ رباتیک دید ماشینی یکپارچه CAD
۴- کاربرد و تصدیق سیستم توسعه یافته
کاربرد و تصدیق سیستم مونتاژ اتوماتیک که برای کار در یک محیط آشفته ایجاد شده است بر روی یک محصول ساده که در شکل ۶ نشان داده شده است مشخص گردیده است.
این محصول به عنوان یک ابزار فرضی برای اهداف تحقیقاتی طراحی شده است. این محصول شامل ۵ قطعه می باشد (که بر مبنای ترتیب مونتاژ شماره گذاری شده است)، که خود شامل برخی از مهمترین و شایع ترین عملیات مونتاژ می باشد:
قطعه اصلی، ۲٫ سیلندر ۳٫ پین، ۴٫ صفحه، ۵٫ پیچ.
۱-۴٫ تصدیق و بررسی مدل
این سیستم به وسیله یک برنامه جامع اجرا می شود که در تحقیق جاری ایجاد شده است و شمای آن در شکل ۷ نشان داده شده است. سه پلان کاری در محدوده ناحیه کاری ربات وجود دارند. پلانی که در آن ربات انتظار دارد که قطعات در یک حالت تصادفی حاصل شوند به وسیله سیستم بصری تحت پوشش قرار می گیرد. این ربات می بایست اقدام به جمع آوری قطعات از سطح مربوطه نموده و سپس آنها را به جایی انتقال دهد که در آن رویه مونتاژ می بایست اعمال گردد. پس از تکمیل فرآیند مونتاژ، ربات باید محصول را به محل بار برداری انتقال دهد.
مونتاژ رباتیک دید ماشینی یکپارچه CAD
۵- نتیجه گیری
در فرآیند مونتاژ به صورت اتوماتیک و با بهره گیری از سیستم رباتیک، اطلاعات در خصوص موقعیت و جهت قطعات کاری و کلیه دیگر قطعات مرتبط در حال کار، خود معرف داده های الزامی برای برنامه های کنترلی هستند. داده موقعیت به طور مستقیم بر روی عملیات جابجایی تاثیر دارد، که غالبا به عنوان مشکل ترین وظایف فرآیند اتوماسیون به شمار می آید. عملیات جابجایی اتوماتیک غالبا به یک محیط مشخص و قطعی نیاز دارد که در آن کلیه پیکربندی های فضایی به دقت پیش بینی شده باشند. با این وجود، هرج و مرج ایجادی در نهایت سبب بروز موانعی در خصوص حاصل آوردن انتظارات قطعی می شود و غالبا موجب ایجاد موقعیت هایی می گردد که تا اندازه ای تغییر یافته اند. علیرغم این مورد، روش های اتوماسیون متعارف تمایل به ایجاد سیستم های فنی به عنوان ساختارهای تقریبا کامل دارند….
فرآیند شناسایی از دو منبع اطلاعاتی استفاده می نماید: یک دوربین و یک مدل CAD. تصویر حاصله از دوربین معرف موقعیت کنونی / واقعی در محدوده کاری ربات می باشد. مدل های CAD، در حقیقت نقشه های آنها، به وجود آورنده مبنای دانش، یا مدل های مجازی، برای تکمیل روند شناسایی می باشند. برنامه دید ماشینی قابلیت پیاده سازی فرآیند تشخیص بر مبنای مقایسه بین این دو منبع اطلاعات / دانش را خواهد داشت. برنامه بصری / دیداری توسعه یافته در این تحقیق شامل ابزارها / روتین های فرعی ذیل می باشد:
شناسایی و موقعیت یابی
مدیریت داده ها
ایجاد مدل شناسایی
تجسم و مشخص نمودن نتایج
توابع بصری اصلی به وسیله نرم افزار ادوات بصری یا دیداری تجاری Adept HEXSIGHT حاصل می شوند.
…
تحقیقات ثانویه راهکار توسعه روش های هوش مصنوعی را مخاطب قرار می دهند، سیستم هایی که در حوزه های کنترل و دید ماشینی فعالیت داشته و هدف از آنها افزایش سطح استقلال کار ماشین ها می باشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
