Model pro detekci přítomných dílů v zásobníku robotické buňky

Abstract

Cílem této práce je realizace staveb z dřevěných stavebních dílů umístěných v zásobníku a jejich následné rozebrání za pomoci průmyslového robotického manipulátoru KUKA. Pro identifikaci přítomnosti stavebních dílů v zásobníku a překážek v pracovním prostoru je použita 2D RGB kamera. Obraz z této kamery je následně zpracován v Python programu běžícím na průmyslovém PC. Úkolem tohoto programu je provedení segmentace obrazu a zpracování dat. Pro barevnou segmentaci je použita metoda prahování v HSV spektru. Výstupem programu je pak vyhodnocení přítomnosti jednotlivých dílů v zásobníku, určení druhů staveb, které lze z těchto dílů postavit, a identifikační čísla dílů pro jednotlivé uskutečnitelné stavby. Centrálním řídicím prvkem této úlohy je PLC automat SIMATIC S7-1500, který je propojen s průmyslovým PC a robotem přes komunikační rozhraní PROFINET. Všechny informace o běhu manipulace a vyhodnocených datech z kamery jsou zobrazeny na uživatelských obrazovkách. Na nich si uživatel může vybrat některou z realizovatelných staveb, spustit tuto stavbu, ovlivňovat průběh stavby a po jejím dokončení zvolit její rozebrání. Tato práce může sloužit pro demonstrativní účely spolupráce manipulační robotické buňky se strojovým viděním.

The aim of this work is the realization of buildings from wooden building parts placed in a stack and their subsequent disassembly with the help of an industrial robotic manipulator KUKA. A 2D RGB camera is used to identify the presence of building parts in the stack and obstacles in the workspace. The image from this camera is then processed in a Python program running on an industrial PC. The task of this program is to perform image segmentation and data processing. For color segmentation, HSV spectrum thresholding method is used. The output of the program is then the evaluation of the presence of the individual parts in the stack, the determination of the types of buildings that can be built from these parts and the identification numbers of the parts for each realizable building. The central control unit of this task is the SIMATIC S7-1500 PLC automaton, which is connected to the industrial PC and robot via the PROFINET communication interface. All information about the manipulation run and the evaluated camera data is displayed on the user screens. On these screens, the user can select one of the realizable builds, start to build it, influence the progress of the construction and choose to disassemble it when it is finished. This work can be used to demonstrate the collaboration of a robotic manipulation cell with machine vision.