Техническое зрение - это элементы систем автоматизации, в области нашей компетенции - чаще всего в рамках производственных процессов на предприятиях, но не только.

Под техническим зрением мы понимаем компоненты систем промышленной автоматизации, обеспечивающие визуальную фиксацию и дальнейший анализ объектов. Полученные данные затем могут быть использованы для управления различными процессами.

В техническое зрение входят как физические компоненты, такие как камеры, видеодатчики, сканеры кодов и другие, так и специализированное программное обеспечение. Алгоритмы распознавания и анализа информации могут исполняться на уровне самих считывающих компонентов или на отдельном выделенном компьютере (для обеспечения максимальной производительности в случае большого потока обрабатываемых данных).

Исходя из этого определения - техническое (машинное) зрение почти никогда не является самостоятельным продуктом, это в большей степени система ввода информации в общую систему, современная и интеллектуальная.

Помимо использования в качестве устройств ввода, камеры и другие элементы могут устанавливаться на промышленные и коллаборативные роботы (коботы), наделяя их способностью "видеть" окружающий мир, а также распознавать и анализироваться отдельные его элементы для более автономного и самостоятельного решения задач.

Задача нанесения информации на изделия давно стоит перед производителями различной продукции по всему миру.

Технологии промышленной маркировки с течением времени развились в достаточной степени чтобы решить практически любую задачу.

В то же время каждая отдельная технология промышленной маркировки полноценно применима для решения одних задач и может не подходить для других. Многие технологии имеют большее распространение в каких-то отраслях промышленности и редко встречаются в других.

Ниже приведём список основных существующих сегодня способов нанесения маркировки на продукцию с кратким описанием:

• Термотрансферная печать. Очень качественная и устойчивая печать на различных носителях: промышленных самоклеящихся этикетках, прочных бирках, тармоусаживаемых и простых ПВХ трубках, самоламинирующихся маркерах и прочих носителях.
  Технология широко применяется при производстве электрощитового оборудования, электронных компонентов, электромонтаже, для технологической разметки различных производственных помещений и т.д.
• Механическая маркировка или DPM маркировка (Direct Part Marking - нанесение информации непосредственно на поверхность изделий), в частности ударно-точечная маркировка, прочерчивание, накатка, клеймение и другие виды.
  Применяется в основном с изделиями из металлов, часто впоследствии подвергающимся эксплуатации в суровых средах: в автомобильной промышленности, нефтегазовом секторе, оборонной сфере и т.д.
• Лазерная маркировка - наносится непосредственно на поверхность изделия, но обычно не рельефна, читается в дальнейшем просто за счёт контрастности по отношению к основному цвету изделия.
  Используется в ситуациях, когда не важен рельеф и важны высокая скорость и контрастность (часто для нанесения информации в виде 2D кода типа DataMatrix или в других форматах).
• Каплеструйная/термоструйная печать наносится краской на поверхность изделия или упаковки. Маркировка обладает хорошей конрастностью и скоростью нанесения, хорошо встраивается в конвейерные линии.
  Широко применяется в пищевой и фармацевтической отраслях, но не ограничивается ими.

Это основные применяемые на сегодня технологии нанесения маркировки на продукцию - как непосредственно на поверхность самих изделий, так и на упаковку (индивидуальную и групповую).

Конечно это не исчерпывающий список, но другие технологии вроде электроэрозии или пескоструйной маркировки встречаются значительно реже.

Аддитивное производство (от английского Additive Manufacturing, «прибавляемое» производство) – технология создания изделий, которая основывается на поэтапном «наращивании» материала на основу в виде плоской платформы или осевого каркаса.

По этой причине она и называется «прибавляемой»: при традиционном производстве используется некий шаблон, от которого впоследствии отсекается все лишнее, в то время как при аддитивном производстве изделие создается непосредственно из расходного материала.

3D-сканер - это устройство, которое анализирует реальный объект для сбора данных о его форме. Собранные данные могут быть использованы для создания 3D-моделей в специализированном программном обеспечении для работы с 3D-моделями. 3D-сканеры используют различные технологии, каждая со своими преимуществами и ограничениями.

Коботы (коллаборативные роботы) - это роботы для совместной работы. Роботы, которые могут работать вместе с людьми. Коботы - это доступное решение для автоматизации производственных процессов и помощи сотрудникам.

К сожалению всё обстоит немного сложнее.

Простой сканер отлично справляется когда информация с кодом подносится непосредственно к нему, причём после этого вручную позиционируется - упаковка вращается под разными углами чтобы проще было считать код.

Когда продукция находится чуть дальше от сканера, а этикетка с кодом может быть по разному развёрнута относительно считывателя или расположена выше/ниже - вероятность успешного считывания значительно уменьшается. Плюс, если мы имеем определённую ширину конвейера и товары могут находиться не только вдоль ближайшего к сканеру края, но и по всей ширине конвейера - задача ещё многократно усложняется. А если этикетки могут находиться не только с одной стороны, но и с другой, или, например сверху - нужно как-то захватывать и эти зоны. Ну и так далее - при детальном рассмотрении задачи процесс может всё больше и больше усложняться и становится понятно, что простой сканер едва ли обеспечит и 5-10% считываемость от общего объёма товаров.

Поэтому чтобы обеспечить хорошую считываемость кодов с продукции - хотя бы 95+% - нужно детально изучить задачу, подобрать необходимые компоненты технического зрения с нужными характеристиками (у разных считывателей отличаются, например, глубина поля зрения, размер видимого поля и т.д.), продумать как и какие операции со считанными кодами будут проводиться дальше, выбрать программное обеспечение и дополнительное оборудование, понять как будет происходить обмен данными между компонентами системы и т.д.

К сожалению "выбрать сканер", когда речь идёт о реализации полноценной автоматизированной системы технического зрения, слишком простая формулировка, не отражающая суть предстоящей работы. Речь скорее о проработке задачи и построении системы - только в таком случае можно рассчитывать на построение реально работающего комплекса, стабильно решающего задачи.

Компания "Промфорт" работает на рынке промышленного оборудования с 2010 года. Наша изначальная специализация - как раз оборудование для промышленной маркировки. Это то, чем мы занимаемся долго и реализовали много проектов для клиентов из различных отраслей промышленности.

Существуют типовые задачи и отработанные решения под них. Например, нанесение ВИН-кода на транспортные средства, или маркировка бурильных труб в поясках. В то же время даже такие типовые задачи часто имеют индивидуальные особенности, обусловленные местом нанесения маркировки, технологическими процессами перед и после нанесения маркировки и т.д.

Поэтому к каждой задаче мы подходим максимально внимательно и стараемся учесть все тонкости существующего производственного процесса.

Работая долгое время на рынке промышленной маркировки и понимая, что часто выбор решения не так прост как может сначала показаться, мы рекомендуем для подбора технологии и конкретного оборудования обращаться к профессионалам данного рынка, имеющим в портфеле максимум доступных технологий маркировки и предложения ведущих мировых брендов.

Основные задачи, которые позволяет решить технология 3D сканирования:

• Обратное проектирование (или реверс инжиниринг) - создание трехмерной модели физически существующего изделия или элемента. Может использоваться для полного воспроизводства существующих изделий, модернизации и изменения конфигурации элементов различного оборудования и т.д.
• Контроль - получение трехмерного изображения существующего объекта для дальнейшего сопоставления его с имеющимся 3D эталоном. Наиболее часто используется в строительстве.

Технология 3D сканирования широко применяется в различных областях промышленности (машиностроение, аэрокосмическая, судостроительная и др.), архитектуре и строительстве, автомобильном и не только дизайне и других отраслях.

• Коботы в большинстве случаев меньше и легче "старших" собратьев, для установки кобота требуется минимум места
• Коботы значительно проще в программировании, изменения в работу могут быть внесены на месте в течение 30 минут
• Коботы "из коробки" безопасен для человека, не требуется организация защитного периметра
• Для коботов доступно большое количество стандартных дополнений вроде захватов, камер технического зрения и т.д.
• Коботы в целом более "User friendly" и предполагают возможность самостоятельной настройки многих функций и установки многих дополнительных устройств без привлечения дополнительных специалистов

  Это основные отличия, но конечно список не исчерпывающий.

Аддитивные технологии в целом и 3D печать в частности активно развиваются в последние десятилетия в рамках концепции "Индустрии 4.0". В то же время на промышленные 3D принтеры пока сохраняются достаточно высокие цены, поэтому чаще всего целесообразность их применения обусловлена двумя основными обстоятельствами:

• Необходимость изготовления элементов или изделий со сложной геометрией, которую невозможно реализовать традиционными способом
• Необходимо производить прототипирование, имеет место единичное или опытное производство

В других случаях целесообразно применять классические технологии.

У современного оборудования для технического (машинного) зрения чаще всего встречается передача информации от считывателей в систему через FTP или файловый сервер.

Для настройки такой системы передачи информации считыватели для первичной настройки подключаются к компьютеру, через который прописываются пути и другие вводные, после чего информация на постоянной основе начинает выгружаться в указанное место и забираться оттуда. Это простой и универсальный способ обмена данными - в случае необходимости несколько устройств могут беспрепятственно выгружать и забирать информацию, обеспечивая параллельное децентрализованное выполнение нескольких смежных процессов.

Конечно по-прежнему часто встречаются и проводные подключения - через USB, Ethernet, Profinet/Profibus и другим интерфейсам, но они всё чаще уступают место более простым и универсальным беспроводным коммуникациям.

• Ударно-точечная маркировка
  В последние годы технология становится доступной для широкого применения благодаря широкому предложению китайского производства - такое оборудование начинается от 150-200 тыс. ₽. Рекомендовать его для применения на развитом производственном предприятии затруднительно из-за часто невысокого качества - непродуманная конструкция, низкое качество подгонки и сборки элементов, дешевизна используемой электрики и электроники, недостаточно стабильное и функциональное ПО, отсутствие полноценного сервиса в РФ - всё это факторы, позволяющие рассматривать такое оборудование как решение для "гаражной" сборки и не более.
  Оборудование лидеров отрасли стоит от 300-400 тыс. ₽ за бюджетные варианты, в среднем цены составляют 500-600 тыс. ₽.
• Маркировка прочерчиванием
  Цены на оборудование известных брендов начинаются примерно от 1 млн ₽.
• Лазерная маркировка
  По аналогии с ударно-точечной маркировкой рынок в последние годы наполнился дешёвым низкопробным китайским оборудованием в бюджете примерно от 500 тыс. ₽. Специалистам "Промфорта" неоднократно доводилось видеть купленное в этом бюджете оборудование, пылящееся на заводах из-за невозможности получить поддержку производителя в случае поломки, а часто даже запустить его в работу после покупки из-за проблем с ПО.
  Решения лидеров отрасли начинаются от 2-3 млн. ₽
• Термотрансферные принтеры
  Речь про оборудование именно для промышленной маркировки - позволяющее решать достаточно сложные задачи (принтеры для печати ценников работают по той же технологии, стоят в разы дешевле, но не печатают на промышленных материалах).
  Мобильные принтеры начинаются примерно от 10-15 тыс. ₽, настольные - от 80-100 тыс. ₽, высокопроизводительные - от 200-250 тыс. ₽, принтеры для печати знаков безопасности (большая ширина печати, поддержка нескольких цветов) - от 400 тыс. ₽
• Каплеструйная/термоструйная маркировка
  Мобильные принтеры - от 50 тыс. ₽ за китайское оборудование, от 200 за качественное; стационарное - примерно от 150-200 за Китай, от 400-500 за Европу/США.

Данный обзор цен не претендует на полную достоверность и служит цели помочь сориентироваться в примерных ценовых группах на то или иное оборудование для промышленной маркировки.

В аддитивном производстве используется семь различных процессов. Изделия можно создавать послойно путем экструзии, разбрызгивания (струйного напыления), УФ-отверждения, ламинирования и сплавления материалов. К основным технологиям 3D-печати относятся:

• SLM (Selective Laser Melting) – селективное лазерное плавление металлического порошка по математическим CAD-моделям при помощи иттербиевого лазера;
• SLA (Laser Stereolithography) – лазерная стереолитография, основана на послойном отверждении жидкого материала под действием лазера;
• SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание под лучами лазера частиц порошкообразного материала до образования физического объекта по заданной CAD-модели;
• FDM (Fused Deposition Modeling) – метод послойного наплавления материала (пластиковой нити), самый доступный на рынке аддитивный метод;
• MJP (MultiJet Printing) – многоструйное моделирование с помощью фотополимера или воска;
• CJP (ColorJet Printing) – технология полноцветной 3D-печати путем склеивания специального порошка на основе гипса.

Однотипные технологии могут иметь различные коммерческие наименования, в зависимости от разработчика.

Основное отличие профессиональных решений для 3D сканирования от недорогих вариантов состоит, как ни банально, в качестве получаемых трехмерных объектов.

Если для решения вашей задачи важно максимальное соответствие геометрии получаемой модели и исходной детали, скорость получения модели (у производителя Creaform есть решения для контроля качества до 660 деталей в день) и другие параметры - следует направить взор в сторону профессиональных 3D сканеров.

Если же вы хотите просто познакомиться с технологией, нужно сканировать редко и объекты имеют достаточно простую геометрию, а также вам не сильно критично полное соответствие получаемой модели и эталона - можно рассмотреть более бюджетные, бытовые модели 3D сканеров.

Промышленные роботы и коботы используются в производственных компаниях для выполнения однообразной, монотонной или повторяющейся работы вместо людей, или для поддержки людей в выполнении этих задач.

Когда речь идёт о считывании маркировки, механически нанесённой на поверхность изделий, всегда важно внимательно подойти к выбору оборудования.

Основная сложность считывания DPM маркировки, особенно с металла, состоит в низкой контрастности кода по сравнению с фоном, а также с тем, что поверхность в момент считывания может создавать блики и отблески.

Для решения этой задачи лидеры рынка, вроде компании Cognex (США), внедряют передовые технологии, дополняя ими обычные считыватели и дополнительно настраивая их для работы с низкоконтрастными кодами.

В основном считывание становится возможным благодаря специальной подсветке, высвечивающей нужным образом рельеф кода для его дифференциации от окружающего пространства, а также уникальными, детально проработанными программными алгоритмами расшифровки полученного изображения.

В частности, у Cognex существует отдельная линейка верификаторов DataMan 8070. Верификаторы легко освещают коды на текстурированных, изогнутых и даже высокоотражающих поверхностях, надежно захватывает и декодируют изображения кодов, демонстрируя надёжные и повторяемые результаты, а также оперативную обработку информации.

Таким образом, считывание кода DataMatrix и других форматов с металла - решаемая задача, но устойчивый результат может обеспечить только компоненты технического (машинного) зрения ведущих мировых производителей, обладающее проработанной технической составляющей и совершенными программными алгоритмами.

Зачастую под соответствием ГОСТу в основном подразумевается использование установленных нормативом шрифтов.

Полноценную поддержку шрифтов обеспечивает не всё оборудование, представленное на рынке.

В частности крупные производители, оборудование которых уже применяется на многих предприятиях в РФ, работа которых регламентирована стандартами, часто имеют возможность использования шрифтов вроде ПР41 и ПР3.

Дешёвые же варианты оборудования часто хоть на бумаге и поддерживают различные шрифты, на практике могут воспроизводить их с искажениями и не имеют возможности донастройки. К примеру, может отсутствовать возможность выбора будет ли ноль перечёркнут или нет.

Поэтому, если вам важно соответствие маркировки установленным в вашей отрасли стандартам, постарайтесь изначально озвучить это требование поставщику и удостовериться, запросив у поставщика тестирование перед покупкой, что оно действительно выполняется.

В современном аддитивном производстве используются самые разнообразные полимерные материалы (пластики) для 3D печати, фотополимеры, металлические сплавы, воск, гипс, песок и многие другие.

Форма выпуска материалов также различна – это могут быть нити, пасты, жидкости, порошки, гранулы и листы.

Обладая исключительно высокими качественными характеристиками, эти материалы с успехом используются в различных отраслях для прототипирования и изготовления функциональных деталей, и с развитием аддитивного производства их становится все больше.

3D сканеры - технически сложное оборудование, при выборе которого нужно максимально подробно изучить задачу и учесть все особенности сканируемых объектов. В первую очередь при выборе сканера следует обратить внимание на следующие характеристики:

• Точность сканирования - определяется отклонением результата сканирования от фактических размеров объекта, зависит от характеристик используемого сканера и от качества настройки.
• Разрешение (детализация) - определяет уровень детализации данных сканирования и измеряется в мм. Условно можно сравнить с разрешением экрана, которое определяется количеством пикселей. При более высоком разрешении количество треугольников в сетке увеличивается.
• Исполнение - мобильный или стационарный. При оцифровке деталей и объектов небольших и средних параметров обычно используют ручные сканеры. Сканирование крупных объектов (сооружений, коммуникаций) выполняется с помощью стационарных лазерных устройств (дальномеров).
• Скорость сканирования
  
• Цветность

Это важные характеристики 3D сканеров, но список далеко не исчерпывающий. При выборе модели следует также учитывать условия сканирования, поверхность сканируемых объектов и многие другие факторы - лучше всего для выбора оборудования обратиться к профильным специалистам.

Вы можете выбрать кобота по разным причинам. Например, чтобы избавить ваших сотрудников от повторяющихся или опасных задач, ускорить или оптимизировать производственный процесс или выгодно отличить себя от конкурентов.

Действительно, считывание кода с бликующей поверхности может происходить не идеально даже с использованием качественного оборудования.

Часто такая проблема встречается, например, в пищевой промышленности: плохо считываются коды с рифлёной алюминиевой поверхности, закрытой сверху прозрачной крышкой - например у йогуртов в баночках и подобной молочной продукции.

Ведущие мировые производители оборудования для технического (машинного) зрения, вроде Sensopart (Германия), имеют в ассортименте специальные опции, позволяющие минимизировать негативный эффект бликов и повысить процент считывания в подобных условиях.

В частности, должно помочь использование подходящего поляризационного фильтра. Данная надстройка к оборудованию нивелирует негативный эффект отражающей поверхности и позволяет оборудованию более чётко "увидеть" изображение, практически без бликов. На практике это значительно повышает процент успешно распознанных кодов, даже с бликующих поверхностей.

2D код представляет собой кодирование любой информации в матричном виде.

Одна небольшая метка может содержать до 100 алфавитно-цифровых символов.

Это значит, что емкость информации на порядок выше, чем у традиционных штрих-кодов (бар-кодов).

Поскольку промышленная маркировка может происходить прямо на заготовку и надёжность данного вида кодирования намного выше, чем у традиционных штрих кодов, маркировка может служить основным инструментом для прослеживаемости изделий.

Наиболее распространённые виды 2D кода - QR-код и DataMatrix.

Код DataMatrix на сегодня наиболее широко применяется в промышленности. Распространение DataMatrix получил благодаря ряду преимуществ перед другими форматами кодирования информации (избыточная ёмкость, позволяющая восстановить до 30% полезной информации при частичном повреждении кода; возможность размещения кода практически без отступа от других элементов маркировки; возможность изменения формы кода на прямоугольную и др.).

QR-код в большей степени получил распространение в общебытовых задачах вроде кодирования ссылок на веб-страницы на различных рекламных материалах.

Помимо нанесения непосредственно на изделия (DPM - Direct Part Marking), код может быть нанесён на индивидуальную и/или групповую упаковку.

3D печать может занимать от нескольких минут до нескольких часов.

Время, необходимое для печати будет зависеть от размера объекта, который вы хотите получить, необходимого уровня качества и детализации, выбранного типа принтера, типа материала для печати, настроек оборудования, а также класса используемого оборудования.

Как и любое профессиональное оборудование, нацеленное на качественное решение имеющихся задач, 3D сканер следует подбирать с учетом всей специфики предстоящего использования - от размеров сканируемых объектов, до скорости работы, точности получаемой модели и т.д. и т.п.

Цены на профессиональные 3D сканеры ведущих мировых производителей в этом сегменте в зависимости от конкретной модели могут стоить от 0,7-1 млн. до 10+ млн. ₽. Высокая стоимость 3D-сканеров обусловлена тем, что это сложные и высокотехнологичные измерительные приборы, имеющие метрологические сертификаты и обеспечивающие существенные преимущества перед традиционными средствами измерений.

Более простые решения, в частности китайского производства, могут стоить от 450-500 тыс. ₽ - такие решения не могут быть отнесены к оборудованию метрологического класса (а соответственно не будут укомплектованы соответствующими сертификатами), плюс скорее всего будут обладать ограниченным функционалом и менее развитым сервисом на территории РФ.

Основные параметры роботов и коботов - грузоподъёмность и радиус действия (или зона досягаемости - расстояние, на которое манипулятор может "дотянуться").

У коботов грузоподъёмность в зависимости от производителя и модели обычно варьируется в диапазоне от 3 до 16 кг, радиус - от 500 до 1300 мм. У промышленных роботов эти значения могут значительно отличаться от указанных.

Часто для решения задачи нужно обеспечить достаточную глубину маркировки, чтобы после обработки и нескольких лет эксплуатации она сохранялась визуально хорошо различимой. Речь в первую очередь про маркировку достаточно твёрдых материалов - в первую очередь сталей твёрдостью 45 и более HRc.

Начнём с того, что за годы работы на рынке оборудования для промышленной маркировки, специалистам "Промфорт" довелось увидеть вживую или услышать отзывы о работе практически всего существующего оборудования.

Нередко можно встретить упоминания о глубине маркировки "до 2 мм", которую якобы способно обеспечить то или иное оборудование (часто такими мифическими свойствами в описаниях наделяют китайское оборудование). В жизни встретить маркировку такой глубины нам не доводилось. Точнее доводилось видеть визуально близкий результат, но обеспечивался он "дедовским" способом - ручным клеймением.

Максимальная глубина, которую мы считаем возможным реально достичь на практике - порядка 1 мм, возможно чуть больше.

По сути основной рациональный вариант получить такой результат - применяя оборудование для ударно-точечной маркировки с пневматическим приводом или с усиленным электрическим приводом. При этом время маркировки будет на наш взгляд разумным - 10 символов с хорошей глубиной можно нанести примерно за минуту (т.к. часто глубина достигается не только максимальной мощностью, но и многократными пробитиями и максимальной плотности точек).

Хорошую глубину также может в теории дать накатка или ударные пресса, но в применении этих технологий есть определённые ограничения. Основное состоит в том, что это стационарное оборудование и изделия нужно доставлять для маркировки к нему, а это не всегда удобно, а иногда и вовсе не реально.

Мощный маркировочный лазер теоретически тоже может обеспечить глубину, но маркировка будет наноситься неразумно долго - до нескольких часов.

Таким образом, для нанесения глубокой маркировки на металл считаем рациональным применение мощного ударно-точечного оборудования - пневматики или усиленной электрики.

Условно все существующие на рынке решения для 3D печати можно разделить на несколько больших групп или классов:

• Персональные: несложные бюджетные устройства, печатающие пластиковой нитью. Принцип их работы основан на технологии FDM (Fused Deposition Modeling) — методе послойного наплавления.
• Профессиональные: предназначены для специализированного использования на предприятиях, в частности, когда необходимо изготовить прототипы, мелкосерийную продукцию или единичные изделия сложной геометрии и высокого качества. Технологии 3D-печати: FDM, MJP, CJP и др.
• Производственные (промышленные): самый высокий класс систем аддитивного производства. Используются крупными предприятиями машиностроения, авиакосмической, оборонной, металлургической промышленности и других отраслей, где требуются прототипы и конечные детали больших размеров, выполненные с высокой точностью и эталонным качеством. Технологии 3D-печати: SLM, SLA, SLS.

Для сканирования деталей разных размеров применяется различное оборудование для 3D сканирования.

Условно сканируемые объекты можно разбить на 3 основные группы:

• Мелкие: от нескольких мм до 500 мм. Обычно используются стационарные сканеры, часто с поворотным столом или на штативе.
• Средние: от 0,5 м до 10 м. Чаще всего используются ручные сканеры.
• Крупные: от 10 до 350 м. Используются дальномерные лазерные сканеры, применяемые для измерения зданий, ландшафтов и других крупных объектов размерами до 350 метров, обеспечивают точность до 200 микрон (в зависимости от размеров объекта).

Общая стоимость зависит от необходимых характеристик оборудования, а также от комплектации. Как правило, для работы кобот дооснащается как минимум захватом, а также иным дополнительным оборудованием.

В среднем бюджет на приобретение готового роботизированного комплекса начинается от 2-2,5 млн. ₽

Основные отличия заключаются в следующих моментах:

• Мощность - пневматика в большинстве случаев может наносить более глубокую маркировку. Электрика часто тоже позволяет достигать схожую глубину с применением дополнительных опций.
• Допустимая нагрузка - пневматика практически не нагревается при работе, даже подвижные элементы, т.к. игла приводится в действие воздухом. У электрики же в конструкции есть катушка, нагревающаяся в ходе интенсивной работы. При умеренных нагрузках это различие несущественно, следует учитывать его только при реально большом объёме непрерывной работы.
• Ресурс - за счёт более простой конструкции пневматика считается более долговечным оборудованием. С другой стороны, хорошая электрика тоже давно лишена "детских болезней" и оборудование при нормальном обращении и обслуживании может служить 5-10 и более лет.

Исходя из описанных моментов пневматика в первом приближении может показаться более практичной технологией, однако это не всегда так. К менее выгодным особенностям пневматики можно отнести:

• Потребность в постоянной подаче воздуха делает пневматику менее мобильной и значительно менее универсальной
• Подаваемый воздух должен быть очищен от частиц и примесей, что обеспечивается применением дополнительного фильтра

В итоге у каждого типа привода ударно-точечного оборудования есть свои преимущества и недостатки. Выбор лучше делать учитывая все особенности имеющейся задачи, с привлечением профессиональных консультантов.

Свет проектора не должен поглощаться поверхностью. Сильно отражающие, полупрозрачные или очень темные поверхности должны быть перед сканированием обработаны специальным матовым составом (в виде спрея).

В зависимости от производителя заявляемый срок службы кобота составляет от 20000 до 35000 часов наработки на отказ при максимальной для конкретной модели скорости и грузоподъёмности. Очевидно, что 99% применений не "нагружают" робот на все 100%. Следовательно, реальный срок службы кобота должен быть даже больше заявленного.

Если перевести часы в годы, то при 8 часах непрерывной работы в день (что фактически будет соответствовать скорее 1,5-2 сменам, т.к. почти ни в каких процессах кобот не получает постоянную нагрузку) оценочное время службы кобота составит минимум 7-12 лет, на практике же это срок в большинстве случаев будет значительно больше.

Уже достаточно давно энтузиасты имеют возможность заказать простейшие модели 3D принтеров, работающие по технологии FDM (метод послойного наплавления материала - пластиковой нити, самый доступный на рынке аддитивный метод), китайского производства по цене от 10 тыс. ₽

Возникает вопрос почему при столь низкой начальной стоимости на рынке существует оборудование и с многомиллионными ценниками.

Во-первых, важно понимать, что существует достаточно много технологий, дающих результаты различного уровня - по качеству, скорости производства и т.д.. В рамках одной технологии цены уже более-менее однородны. Самая бюджетная технология FDM печати мало применима для решения даже начальных производственных или исследовательских задач вроде прототипирования из-за низкого качества получаемых моделей.

Во-вторых, даже внутри одной технологии есть решения разных уровней. В основном отличия кроются в следующих моментах:

• Надёжность и точность работы компонентов оборудования, проработанность конструкции, качество сборки и т.д. - всё что влияет на долговечность и удобство работы
• Ресурс или долговечность
• Скорость печати
  
• Производительность
• Точность печати и повторяемость
• Разрешение печати, толщина слоя
• Минимальные и максимальные размеры создаваемых объектов
• Отсутствие следов от поддержки (неровные участки, мелкие заусенцы и подобные недостатки)
• Прочность соединения отдельных элементов или фрагментов изделий со сложной многосоставной геометрией
• Программное обеспечение для работы с принтером
• Поддержка и консультации, оперативное устранение неполадок и сервисное обслуживание техники в РФ

Все перечисленные параметры будут значительно отличаться для бюджетных 3D принтеров и профессионального оборудования, применимого для прототипирования и мелкосерийного производства элементов и изделий со сложной геометрией.

3D-сканер представляет собой устройство сбора данных со своей аппаратной частью и прошивкой, но не предполагает установки непосредственно на него какого-то полноценного ПО для обработки 3D моделей. Плюс, сканер в большей степени является датчиком и обработка моделей на нём сделала бы его слишком громоздким и неудобным для ключевой операции - сканирования.

Обработка моделей осуществляется на компьютере, желательно достаточно мощном, в специализированном ПО с целью контроля геометрии, реверс-инжиниринга, оптимизации данных, цифрового архивирования. Позволяет создать виртуальную трехмерную модель физически существующей детали для ее последующего использования в системах CAD, CAM и CAE.

Программные пакеты для компьютера позволяют устранить ошибки в отсканированной модели, создать полноценные параметрические твердотельные модели, проанализировать возможные изменения и погрешности, а также контроль размеров и качества поверхности физического объекта.

Наиболее корректный способ поиска решения всегда - идти от задачи.

Первым делом, исходя из того какой нужен конечный результат (зачем наносится маркировка, что она из себя представляет, место нанесения, материал и форма изделия, объём маркировки и т.д. и т.п.), нужно выбрать наиболее подходящую технологию маркировки.

Далее следует подобрать наиболее подходящую под задачу модель оборудования, по необходимости провести принципиальное тестирование, чтобы удостовериться, что в принципе задача может быть решена предложенным способом.

И уже на следующем этапе, если выбранное оборудование недостаточно неудобно или в принципе невозможно использовать с изделиями имеющейся конфигурации, можно доработать его, изготовить специальную оснастку конкретно под вашу задачу. Для решения распространённых задач часто существуют заводские опции (например, магнитные прижимы различной конфигурации, специальные упорные пластины для маркировки внутренней части трубы и т.д.).

Для решения редких задач или максимально качественной маркировки изделий сложной формы специалисты компании "Промфорт" могут разработать уникальную оснастку, а также в случае необходимости максимально автоматизировать процесс, в том числе с использованием промышленных и коллаборативных роботов (коботов).

Когда речь идёт о сложных производственных задачах, когда нужно получать изделия высокого качества, не существует универсальной технологи 3D печати.

У каждого отдельного способа есть преимущества и недостатки и он может лучше решать одни задачи, и хуже - другие.

Какие-то способы 3D печати позволяют получить изделия, рассчитанные на интенсивную эксплуатацию, какие-то обеспечивают максимальную скорость печати для больших объёмов производства, какие-то обеспечивают наилучшую точность получаемых моделей и т.д.

Каждая технология использует свой набор материалов и характерные области их применения.

Наиболее правильный вариант выбора оборудования для полноценного решения имеющейся производственной задачи - консультация с профильными специалистами.

В зависимости от объекта, его можно просто отсканировать 3D сканером без применения дополнительных устройств, отсканировать с использованием маркеров (контрастные метки, помогающие определить положение объекта в пространстве, чтобы повысить точность и стабильность 3D-сканирования), а также с помощью поворотного стола.

Коботы не требуют технического обслуживания, но всё же рекомендуется время от времени обращать внимание на вашего нового сотрудника. Например, желательно выполнять своевременное обновление программного обеспечения и регулярную проверку калибровки подвижных элементов.

3D-печать имеет множество преимуществ, но у неё также есть некоторые ограничения, которые мешают ему стать повсеместной технологией.

• Во-первых, размер 3D-принтера ограничивает размер модели, которую принтер может воспроизвести.
• Во-вторых, 3D-печать требует времени. В зависимости от технологии, материала, класса оборудования и иных параметров, создание каждого слоя может занять минуты, часы или даже дни. Если существующие производственные технологии могут создавать то же самое быстрее, то это несоответствие препятствует распространению технологии 3D-печати.
• В-третьих, большинство 3D принтеров могут печатать только с использованием одного типа материала в конкретный момент времени. Это также увеличивает время, необходимое для создания многокомпонентных изделий, сочетающих в конструкции разные материалы, т.к. в таком случае печать разных материалов будет происходить последовательно друг за другом.

• Стационарные оптические: для малых и средних объектов (от 15 до 500 мм). Обеспечивают повышенную точность данных 3D-сканирования.
• Стационарные лазерные 3D сканеры (дальномеры): для крупных объектов и внутренних помещений с повышенным радиусом охвата территории сканирования.
• Портативные оптические: для средних и крупных объектов. Отличаются низкой точностью и доступной ценой.
• Портативные лазерные 3D сканеры: для средних и крупных объектов. Удобны в работе, обеспечивают высокую точность.

Многие задачи по автоматизации производственных процессов предполагают использование технического зрения. Контроллеры промышленных роботов и коботов (коллаборативных роботов) могут взаимодействовать практически с любым промышленным устройством, которое используют разъемы Modbus TCP или Ethernet TCP / IP, в т.ч. с системами машинного зрения.

Говоря о маркировке цилиндров, чаще всего речь идёт о механической маркировке труб и иных тел вращения.

Маркировку на цилиндры можно наносить вдоль тела или по диаметру.

Маркировка вдоль тела цилиндра обычно не вызывает сложностей. У большинства моделей качественного оборудования для ударно-точечной маркировки упорные пластины имеют V-образное углубление для маркировки труб, а также прорезиненную поверхность в этом месте - это позволяет надёжно фиксировать маркиратор при работе с трубами и в то же время не мешает качественно наносить маркировку на плоские поверхности.

Нанесение маркировки по диаметру трубы - чуть более сложная задача, есть несколько способов качественного её решения.

Цилиндры небольших диаметров можно маркировать со специальной осью вращения. Зажим изделия осуществляется токарным патроном с прямыми или обратными кулачками, поэтому можно адаптировать решение под различные изделия. В то же время к оси вращения применимо понятие максимальной нагрузки - усиленные оси могут удерживать изделия до 30-35 кг, но противоположный конец при этом следует опереть на специальную систему поддержки (люнет). Более тяжёлые цилиндрические изделия (100+ кг) также можно маркировать с осью вращения, но тогда деталь устанавливается вертикально на вращающееся основание, а маркиратор располагается сбоку и разворачивается иглой в сторону изделия.

Менее технологичный, но вполне применимый вариант - маркировка трубы по диаметру с "перекаткой" мобильного маркиратора. В ходе нанесения маркирующий "пистолет" постепенно перекатывается по трубе. В результате получается качественная и однородная маркировка, но требуется какое-то время для адаптации и "набивки руки" оператора.

Ещё один простой вариант - маркировка разворачивается поперёк окна маркиратора и наносится через паузу в несколько заходов. Выглядит это так: наносится несколько символов, оборудование встаёт на паузу, маркиратор переставляется, по нажатию на "пуск" наносится ещё несколько символов. В итоге также получается хорошая однородная маркировка, но, как и в предыдущем варианте, требуется какое-то время чтобы оператор освоил процедуру.

Да! Коботы идеально подходят для тестирования. Мероприятия по испытанию, такие как тестирование печатных плат, тестирование микросхем и тестирование устройств с сенсорным экраном, также другие применения, где требуется строго дозированное, точечное усилие, легко выполняются коботами.

Ресурс термоголовки в значительной степени зависит от применяемых материалов и параметров печати (температура, скорость).

Лидеры рынка оборудования для термотрансферной печати, например фирма Brady (США), как правило гарантируют, что термоголовка напечатает не менее 25 км этикеток.

Выбор промышленного робота или кобота всегда индивидуален и зависит от процесса, который вы хотите автоматизировать с его помощью. У каждого робота есть свои особенности, от встроенного зрения до высокой чувствительности. Изучив процесс и проанализировав узкие места, можно определить, какой робот подходит лучше всего.

Выбирая ту или иную технологию 3D сканирования и конкретную модель оборудования в нужной комплектации в 90-95% случаев удаётся полностью решить поставленную задачу.

В то же время есть элементы/объекты, при сканировании которых бывают сложности:

• Отверстия, зазоры, мелкая резьба и подобные элементы - для создания 3D-модели сканеру необходимо получить изображения поверхности с двух камер одновременно, поэтому отсканировать глубокие отверстия затруднительно.
  Сканирование внутренних отверстий, в том числе с резьбой, возможно, но на глубину не более 1 - 1,5 диаметров – зависит от диаметра отверстия. Чем тоньше отверстие, тем на меньшую глубину оно будет захвачено по геометрии.

Основная мера по обеспечению безопасности коботов для людей является специальный механизм постоянного контроля и ограничения силы, прилагаемой рукой (обычно до 150 Н). Исходя из вашей оценки рисков, часто это может быть единственной необходимой мерой безопасности. В соответствии с правилами безопасности ISO, оценка рисков должна выполняться стороной, отвечающей за интеграцию робота, поэтому в ходе проработки проекта по интеграции робота вам следует сообщить интегратору каким нормативам и правилам безопасности должно соответствовать оборудование.

Сочленения коботов обычно управляются бесщеточными серводвигателями с волновыми редукторами, что позволяет максимально точно задавать необходимое усилие и точечно дозировать его по мере необходимости, что также обеспечивает безопасность кобота для человека.