Contents
De textiel- en kledingindustrie staat voor grote uitdagingen met de huidige supply chain- en energievraagstukken. Het toekomstige herstel wordt ook bedreigd door factoren die de productie belemmeren, zoals tekorten aan arbeidskrachten en materieel, waardoor ze extra onder druk komen te staan. Het concurrentievermogen van de industrie, vooral in een mondiale context, hangt af van hoe getroffen bedrijven reageren op deze randvoorwaarden. Een oplossing is om de productie van kleding op een economisch haalbare manier terug te brengen naar Europa. Kortere transportroutes en de daarmee gepaard gaande forse besparingen op transportkosten en broeikasgassen spreken hiervoor in het voordeel. Anderzijds moeten de daarmee samenhangende hogere loonkosten en het in dit land heersende tekort aan geschoolde arbeidskrachten worden gecompenseerd. Dit laatste vereist een verdere automatisering van de textielverwerking. De Duitse deep-tech start-up sewts GmbH uit München heeft zich gefocust op het grote potentieel dat in deze taak ligt. Het ontwikkelt oplossingen met behulp waarvan robots – vergelijkbaar met mensen – anticipeer op hoe een textiel zich zal gedragen en pas de beweging dienovereenkomstig aan.
De Duitse deep-tech start-up sewts GmbH uit München heeft zich gefocust op het grote potentieel dat in deze taak ligt. Het ontwikkelt oplossingen met behulp waarvan robots – vergelijkbaar met mensen – anticiperen op hoe een textiel zich zal gedragen en hun beweging dienovereenkomstig aanpassen. In de eerste stap heeft sewts zijn zinnen gezet op een toepassing voor grote industriële wasserijen. Met een systeem dat zowel 2D- als 3D-camera's van IDS Imaging Development Systems GmbH gebruikt, automatiseren de jonge ondernemers een van de laatst overgebleven handmatige stappen in grootschalige industriële wasserijen, het ontvouwingsproces. Hoewel 90% van de processtappen bij industrieel wassen al geautomatiseerd zijn, nemen de overige handmatige handelingen 30% van de arbeidskosten voor hun rekening. De potentiële besparingen door automatisering zijn op dit moment dan ook enorm.
Toepassing
Het is waar dat industriële wasserijen al in een sterk geautomatiseerde omgeving werken om de grote hoeveelheden wasgoed te verwerken. Het opvouwen van wasgoed gebeurt onder andere machinaal. Voor elk van deze machines is echter meestal een medewerker nodig om het wasgoed handmatig uit te spreiden en kreukvrij door te voeren. Dit monotone en inspannende laden van de vouwmachines heeft een onevenredig effect op de personeelskosten. Bovendien is gekwalificeerd personeel moeilijk te vinden, wat vaak een impact heeft op de bezettingsgraad en daarmee op de winstgevendheid van industriële wasserijen. Het seizoensgebonden karakter van het bedrijf vraagt ook om een hoge mate van flexibiliteit. sewts maakt van IDS-camera's de beeldverwerkingscomponenten van een nieuw type intelligent systeem waarvan de technologie nu kan worden gebruikt om individuele stappen te automatiseren, zoals het sorteren van vuil textiel of het plaatsen van wasgoed in vouwmachines.
“De specifieke uitdaging hier is de kneedbaarheid van het textiel,” legt Tim Doerks, medeoprichter en CTO uit. Terwijl de automatisering van de verwerking van vaste materialen, zoals metalen, relatief probleemloos is met behulp van robotica en AI-oplossingen, hebben beschikbare softwareoplossingen en conventionele beeldverwerking vaak nog hun grenzen als het gaat om gemakkelijk vervormbare materialen. Dienovereenkomstig zijn in de handel verkrijgbare robots en grijpsystemen tot nu toe alleen in staat geweest om zulke eenvoudige handelingen uit te voeren als het onvoldoende vastgrijpen van een handdoek of kledingstuk. Maar het riolensysteem VELUM kan hierin voorzien. Met behulp van intelligente software en eenvoudig te integreren IDS-camera's is het in staat om vormstabiele materialen zoals textiel te analyseren. Dankzij de nieuwe technologie kunnen robots realtime het gedrag van deze materialen tijdens het grijpen voorspellen. Het stelt VELUM in staat om handdoeken en soortgelijk linnen van badstof gemakkelijk en kreukvrij in bestaande vouwmachines te voeren, waardoor een kostengevoelige automatiseringskloof wordt gedicht.
De door seats ontwikkelde softwaresuite combineert in de handel verkrijgbare robots, grijpers en camera's tot een intelligent systeem. Bij de zoektocht naar de juiste cameramodules waren voor het in München gevestigde bedrijf, naast de compromisloze industriële geschiktheid, verschillende criteria doorslaggevend: “We hebben een 3D-camera nodig die kosteneffectief is omdat we twee tot drie 3D-camera's gebruiken, afhankelijk van de systeemconfiguratie. Bovendien moet het vooral zorgen voor een hoge nauwkeurigheid van de dieptegegevens,” legt Tim Doerks uit.
“Daarnaast hebben we 2D-camera's nodig die lichtgevoelig zijn, een hoog dynamisch bereik leveren en geschikt zijn voor gebruik in een systeem met meerdere camera's.” De oprichters vonden in het IDS-portfolio wat ze zochten: voor het VELUM multicamerasysteem viel de keuze op de nieuwe Ensenso S10 3D-camera en op modellen uit de uEye CP-cameraserie. Hun taak is om zowel in 2D als in 3D interessante kenmerken en aangrijppunten te identificeren van het textiel dat na het wassen en drogen ongeordend in een container of op een transportband in het systeem wordt ingevoerd. De vorm en positie van de afzonderlijke objecten kan niet worden voorspeld. De camera's leggen de verschillende texturen van de materialen vast. Ze onderscheiden welke zomen er op een handdoek zitten en waar hoeken zijn.
We matchen de beelden van de 2D- en 3D-camera's om samen met de 3D-gegevens een hogere 2D-resolutie te krijgen. We gebruiken dus de respectievelijke voordelen van de 2D-camera, in dit geval de hogere resolutie, en de 3D-camera, dat wil zeggen de precieze dieptegegevens”, noemt Tim Doerks, medeoprichter en CTO bij naaiateliers. Uitgerust met een 1,6 MP Sony-sensor, gebruikt de Ensenso S10 een 3D-proces op basis van gestructureerd licht: een smalbandige infraroodlaserprojector produceert een contrastrijk stippenpatroon, zelfs op objecten met moeilijke oppervlakken of in slecht verlichte omgevingen. Elk beeld dat door de 1,6 MP Sony-sensor wordt vastgelegd, levert een complete puntenwolk op met maximaal 85.000 dieptepunten. Kunstmatige intelligentie maakt een betrouwbare toewijzing van de gevonden laserpunten aan de hardgecodeerde posities van de projectie mogelijk. Dit resulteert in de robuuste 3D-gegevens met de nodige dieptenauwkeurigheid, waaruit VELUM de coördinaten voor de aangrijppunten extraheert.
De complementaire GV-5280CP-C-HQ industriële camera met GigE Vision-firmware is uitgerust met Sony's IMX264 2/3″ global shutter CMOS-sensor. Het levert bijna ruisvrije, contrastrijke 5 MP-beelden in 5:4-formaat bij 22 fps op volle GigE-snelheid in toepassingen met wisselende lichtomstandigheden. De uEye CP-camera biedt maximale functionaliteit met uitgebreide pixelvoorbewerking en is perfect voor systemen met meerdere camera's dankzij het interne 120 MB-beeldgeheugen voor het bufferen van beeldsequenties. Met een gewicht van ongeveer 50 g is de kleine magnesiumbehuizing even licht als robuust en is de camera voorbestemd voor ruimtekritische toepassingen en voor gebruik op robotarmen.
Software
Afhankelijk van de eisen of configuratie van de klant worden twee tot drie uEye 2D- of Ensenso 3D-camera's gebruikt – beide modellen kunnen naadloos worden geïntegreerd in VELUM. “Wij zijn experts in het voorbereiden van de gegenereerde data, wat vooral belangrijk is bij het werken met 3D-puntenwolken. Deze voorbewerking is een belangrijk onderdeel van onze systemen om passende input te genereren voor onze kunstmatige intelligentie,” Tim Doerks benadrukt. De AI die is ontwikkeld door sewts verwerkt de gegevens die worden aangeleverd door de uEye CP- of Ensenso S-camera's. De intelligente software analyseert de topologie van het textiel met behulp van kenmerken zoals het verloop van de naad, lokale verhogingen of de relatieve positie van naden, classificeert ze volgens textieltype en -klasse met behulp van verschillende texturen en borduurpatronen en vertaalt deze bevindingen naar robotopdrachten.
De gegevens worden verwerkt via Convolutional Neural Networks (CNN) en klassieke beeldverwerking. “We gebruiken IDS peak, de software development kit van IDS. We maken verbinding met ons systeem via Python en de IDS-bibliotheek,” onthult Till Rickert, mede-oprichter en CPO van naaiateliers. “De toegevoegde waarde van het IDS softwarepakket zit voor ons vooral in het gemak van kalibratie en integratie in ons High Tech Vision System,” hij gaat verder.
“AI vormt de kern van onze technologie. Intelligente algoritmen zijn nodig om adaptieve systemen te bouwen die niet-deterministische automatiseringsprocessen aankunnen. Daarom gebruiken we de nieuwste bevindingen uit AI-onderzoek, verfijnen ze voor onze behoeften en voegen ze uiteindelijk samen tot een groot geheel,” voegt Till Rickert toe. Het ontvangt verschillende sensorgegevens (bijvoorbeeld optische informatie), trekt daaruit conclusies op een mensachtig cognitief niveau en vertaalt deze in robotopdrachten. Op deze manier voeren systemen zoals VELUM taken uit die voorheen de menselijke geest vereisten. Dit is precies wat naait’ bedrijfsfilosofie draait om: “Ons doel is om complex handwerk om te zetten in soepele automatisering”.
Outlook
Met systemen zoals VELUM kunnen wasserijen hun doorvoer aanzienlijk verhogen, ongeacht de personeelssituatie, en zo hun winstgevendheid verhogen. “Door deze aanzienlijke automatiseringskloof te dichten, kunnen we de productiviteit van een textielwaslijn bijna verdubbelen,” verzekert CEO Alexander Bley.
IDS-camera's kunnen in de toekomst ook worden gebruikt voor kleding zoals overhemden en broeken. “Het is belangrijk om de eigenschappen van deze materialen te begrijpen om robuuste processen te implementeren. Dit bereiken we door middel van uitgekiende materiaalsimulaties. Om het gedrag van textiel te simuleren, maken we speciale FE-simulaties met behulp van de eindige-elementenmethode,” legt Alexander Bley uit. Maar het in München gevestigde bedrijf heeft een overkoepelende visie: “We willen het mogelijk maken om de productie van kleding te automatiseren en op een kostenefficiënte manier terug te brengen naar het gebruikspunt. Zo verkorten we transportafstanden, creëren we betrouwbaardere supply chains, besparen we CO2-uitstoot en bestrijden we het probleem van overproductie.” Bovendien zijn er voor de toekomst toepassingen gepland met materialen die geen textiel zijn.
Er zijn veel potentiële use-cases voor technologieën zoals deze, en beeldverwerking zal altijd een belangrijke rol spelen. Kunstmatige intelligentie zal deze ontwikkeling versnellen.
Camera's
Ensenso S: 3D-laserpunttriangulatie met kunstmatige intelligentie
- Ultracompact en kostenefficiënt
- Hoge 3D-gegevenssnelheid en nauwkeurigheid door AI-ondersteuning< /li>
- Robuuste 3D-gegevens, zelfs bij weinig omgevingslicht
- Gestructureerd licht met op AI-gebaseerde laserpuntpatroontriangulatie
- Geschikt voor toepassingen in logistieke automatisering, robot vision, obstakeldetectie, monitoring en tuinbouwautomatisering, etc.
Ongelooflijk snelle, ongelooflijk betrouwbare, ongelooflijke sensor: de uEye CP
- Interface: Ethernet
- Model: GV-5280CP-C- HQ
- Sensortype: CMOS
- Fabrikant: Sony
- Framesnelheid: 24,0 fps
- Resolutie (h x v): 2448 x 2048
- Sluiter: Global Shutter
- Resolutie: 5,01 MPixel
- Afmetingen: 29 x 29 x 29 mm
- Gewicht: 52 g
- Connector: GigE RJ46, schroefbaar
- Toepassingen: b.v. industriële beeldverwerking, machinebouw, oppervlakte-inspectie, medische technologie, verkeer & transport, kwaliteitsborging, enz.
Over sewts GmbH
Naaits GmbH uit München, opgericht in 2019, is een leverancier van innovatieve besturings- en beeldverwerkingssoftware die de grenzen van robotica verlegt bij het verwerken van gemakkelijk vervormbare materialen. stitchts heeft een unieke technologie ontwikkeld die gebruikmaakt van zeer nauwkeurige eindige-elementenmethode (FEM)-simulaties om machine learning-algoritmen efficiënt te trainen. De intelligente softwareoplossing maakt talloze toepassingen in de industriële automatisering mogelijk, zoals de verwerking van textiel in industriële wasserijen of de productie van kleding, maar ook de handling van folies, kabels, vervormbare kunststof onderdelen en nog veel meer.
www.sewts.com
Over IDS Imaging Development Systems GmbH
De fabrikant van industriële camera's IDS Imaging Development Systems GmbH ontwikkelt hoogwaardige, gebruiksvriendelijke USB-, GigE- en 3D-camera's met een breed spectrum aan sensoren en varianten. Het bijna onbeperkte scala aan toepassingen dekt meerdere niet-industriële en industriële sectoren op het gebied van apparatuur, installaties en machinebouw. Naast de succesvolle CMOS-camera's breidt het bedrijf zijn portfolio uit met op vision-apps gebaseerde, intelligente camera's. Het nieuwe beeldverwerkingsplatform IDS NXT is vrij programmeerbaar en uiterst veelzijdig.
Sinds de oprichting in 1997 als een tweemansbedrijf, heeft IDS zich ontwikkeld tot een onafhankelijk, ISO-gecertificeerd familiebedrijf met meer dan 300 medewerkers . Het hoofdkantoor in Obersulm, Duitsland, is zowel een ontwikkelings- als een productielocatie. Met vestigingen in de VS, Japan, Zuid-Korea en het VK, evenals andere kantoren, is IDS internationaal vertegenwoordigd.
www.ids-imaging.com
