Görüntü işleme teknikleri kullanılarak ahşap parçaların robotik boyama yörüngesi geliştirilmesi
Determining robotic painting trajectory for wooden parts using image processing techniques
Yazar: ENEZ AYKUT GÜLIRMAK
Danışman: PROF. ZAFER BİNGÜL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering
Dizin: Afin dönüşümleri = Affine transformations ; Endüstriyel otomasyon = Industrial automation ; Endüstriyel robotlar = Industrial robots ; Optik sensörler = Optical sensors ; Sayısal görüntü işleme = Digital image processing ; Sprey boyama = Spray painting

Özet:
Bu çalışma, ahşap parçaların yüksek hassasiyetle boyanmasını sağlayan gelişmiş bir robotik sistem geliştirilmesine yöneliktir. Projede, parçaların üzerinde hareket eden konveyör bantlar üzerinde karmaşık geometrilere sahip ahşap parçaların otomatik olarak boyanması hedeflenmiştir. Sistem, bir püskürtme tabancası taşıyan robotik bir kolla donatılmıştır. Ahşap parçaların üç boyutlu geometrisi, TOF sensörü kullanılarak algılanır ve bu veriler, parçaların kenarlarını, deliklerini ve diğer önemli özelliklerini tanımlamak için hiyerarşik kenar tespit algoritması ile işlenir. Sistemin inovasyonu, parçaların delik sayısını, deliklerin konumunu belirleyebilmesi ve delikli ile deliksiz parçaları ayırt edebilmesi gibi özelliklerle güçlendirilmiştir. Ayrıca, düz veya eğimli yüzeylerin CNC işlemleri sonrası tanımlanması da mümkündür. İşlenen veriler, robotun boyama yörüngesini planlamak için kullanılır ve bu yörünge, parçanın her yüzeyine ve kenarına uygun miktarda boya uygulanmasını sağlayacak şekilde düzenlenir. Çalışma, OpenCV, Math ve Numpy kütüphanelerini kullanarak afin dönüşümleri ve sınıflandırma yöntemleri ile desteklenmektedir. Geliştirilen sistem, yüksek verimlilik ve tekrarlanabilirlik sunarak ahşap, otomotiv ve havacılık sanayiinde boyama işlemlerinin optimizasyonu için yeni bir çözüm önermektedir.

Abstract:
This study focuses on developing an advanced robotic system for the high-precision painting of wooden parts. The project aims to automate the painting of wooden parts with complex geometries moving on conveyor belts. The system is equipped with a robotic arm carrying a spray gun. The three-dimensional geometry of the wooden parts is detected using a Time of Flight (TOF) sensor, and the data is processed through a hierarchical edge detection algorithm to identify edges, holes, and other critical features. The innovation of the system lies in its ability to determine the number of holes, their positions, and differentiate between perforated and non-perforated parts. Additionally, it can identify surfaces processed through CNC machining, whether flat or contoured. The processed data is used to plan the painting trajectory of the robot, ensuring that an adequate amount of paint is applied to every surface and edge of the parts. The study employs libraries such as OpenCV, Math, and Numpy to support affine transformations and classification methods. The developed system offers a novel solution for optimizing painting processes in the wood, automotive, and aerospace industries by enhancing efficiency and reproducibility.