Kokeilun alkutilanne
Nurmilo Oy:llä tunnistettiin tarve automatisoida työvaihe, jossa pieniä metallisia ja kiiltäväpintaisia kappaleita syötetään käsin jatkoprosesseihin. Nykyinen manuaalinen työ on toisteista ja vaatii tarkkuutta, sitoen työntekijän resursseja. Robotiikan hyödyntäminen tässä tehtävässä nähtiin mahdollisuutena vapauttaa henkilöstöä vaativampiin tehtäviin ja parantaa prosessin tasalaatuisuutta ja tehokkuutta. Kohde tunnistettiin Teknologiayritysten modernisointi tekoälyn ja robotiikan avulla -hankkeessa erinomaiseksi esimerkiksi, jossa voidaan konkreettisesti osoittaa, miten automaatiolla voidaan ratkaista valmistavan teollisuuden tyypillisiä haasteita.
Miksi kokeilu tehtiin?
Kokeilun tavoitteena oli löytää toimiva ja luotettava ratkaisu pienten ja kiiltävien kappaleiden automaattiseen poimintaan. Metallisten ja kiiltävien pintojen tunnistaminen konenäöllä on tunnetusti haastavaa, sillä pinnat aiheuttavat heijastuksia, jotka voivat häiritä kameran kuvaa ja vaikeuttaa kappaleiden tunnistamista. Tällä kokeilulla haluttiin selvittää, miten erilaiset konenäköjärjestelmät suoriutuvat tehtävästä. Tavoitteena oli paitsi löytää toimiva ratkaisu, myös ymmärtää eri teknologioiden vahvuuksia ja rajoituksia, jotta tuotantoon voidaan valita mahdollisimman vankka ja luotettava menetelmä.
Millaisia kokeiluja tehtiin?
Kokeilut aloitettiin Omron TM12 -robotin integroidulla kameralla ja sen TMFlow-ohjelmistolla. Kappaleet asetettiin mustalle kankaalle, mikä loi korkean kontrastin ja vähensi heijastuksia. Näissä kontrolloiduissa olosuhteissa kappaleiden tunnistus ja poiminta onnistuivat hyvin. Samalla testattiin imukuppitarttujan soveltuvuutta ja robotin poimintatarkkuutta.
Tämän jälkeen haluttiin tutkia, voitaisiinko tunnistuksesta saada vieläkin luotettavampi ja vähemmän riippuvainen taustan materiaalista. Kokeilua jatkettiin erillisellä kameralla ja MVTec HALCON -konenäköohjelmistolla. Erillisen, siirreltävän kameran käyttö nopeutti erilaisten kuvausasetelmien, kuten kameran kulman ja valaistuksen, testaamista. HALCON-ohjelmiston kanssa kokeiltiin useita eri valaistusratkaisuja, ja parhaaksi menetelmäksi osoittautui taustavalon käyttö. Asettamalla valonlähde kappaleiden alle saatiin aikaan selkeä siluetti, joka poisti kiiltävien pintojen aiheuttamat heijastusongelmat kokonaan ja mahdollisti erittäin tarkan tunnistuksen.
Kokeilujen lopputulokset
Kokeiluissa todettiin, että Omron TM12 -robotin integroitu konenäköjärjestelmä soveltuu tehtävään hyvin, kunhan toimintaympäristö on kontrolloitu, esimerkiksi käyttämällä mustaa, heijastamatonta taustaa.
Kuitenkin kaikkein luotettavin ja vankin ratkaisu saavutettiin käyttämällä erillistä kameraa ja taustavalaistusta. Tämä menetelmä ei ole herkkä kappaleiden pinnan heijastuksille tai taustan värille, mikä tekee siitä erinomaisen valinnan teolliseen ympäristöön, jossa olosuhteet voivat vaihdella. Imukuppitarttuja osoittautui molemmissa tapauksissa toimivaksi ratkaisuksi kappaleiden käsittelyyn.
Mihin kokeilut johtivat?
Kokeilussa saadut positiiviset tulokset ja tunnistettu tekninen ratkaisupolku rohkaisivat jatkamaan kehitystyötä. Kokeilun pohjalta päätettiin edetä Proof of Concept (PoC) -pilottiin, jossa erityisesti taustavaloon perustuvan ratkaisun toimintavarmuutta ja tehokkuutta testataan tuotantoa vastaavassa ympäristössä. Pilotissa keskitytään järjestelmän luotettavuuden varmistamiseen pidemmissä käyttöjaksoissa ja sen integroimiseen osaksi laajempaa tuotantoprosessia.
Kiitokset Nurmilo Oy:lle hyvästä esimerkkitapauksesta!
