Unchained Robotics Sortering med ufejlbarlig præcision
Applikationsrapport
3D-sensor som hjertet i en pick & place-løsning
Juletid er kalendertid. Når årsskiftet nærmer sig, er produktionen af personaliserede kalendere på sit højdepunkt. Individuelt designede kalendere påskønnes som en helårlig påmindelse om lykkelige stunder. Pick & place-løsningen fra den nystartede virksomhed Unchained Robotics i et trykkeri hjælper med at levere personligt tilpassede kalendere til kunderne så hurtigt som muligt. De centrale elementer: en kooperativ robot og 3D-sensoren fra ifm.
Et industriområde i udkanten af Paderborn i Ostwestfalen: dette er stedet, hvor store mængder kalendere bliver produceret. Uanset om det er 100 eksemplarer til forretningskunder eller individuelle eksemplarer til privatpersoner, som skaber deres egen personlige kalender i online-portaler: der pakkes mange forskellige kalendere i forskellige formater fra A5 til A3 til forsendelse, og som føres til pick & place-stationen fra Unchained Robotics.
Her detekterer en laserscanner stregkoden til brug for track & trace, før kalenderen plukkes fra transportbåndet ved hjælp af en kollaborativ robot og placeres på en transportpalle eller i en boks til postforsendelse pænt sorteret efter størrelse.
Overbevist af 3D-sensorens performance og ifm's tekniske support
Kernen i robotinstallationen er 3D-sensoren fra ifm, O3D. Betjeningsprincippet for O3D er baseret på time-of-flight-princippet. 3D-sensoren detekterer ved hjælp af 23.000 pixels, der er arrangeret i en matrix, den tid som det udsendte lys skal bruge til at nå sensoren igen som en refleksion pr. registrering. På baggrund af disse data beregner O3Den præcist objekters og sceners rumlige dimensioner.
"Dette aspekt spillede en vigtig rolle i vores valg af O3D," siger Mladen Milicevic, én af grundlæggerne af Unchained Robotics. "Intet andet udstyr eller proces er nødvendig, fordi sensoren detekterer højden, grundformen, vinklen og forskydningen nøjagtigt for hver pakke. Det betyder, at pakkerne kan placeres på transportbåndet uden særlig organisering eller retning. Det reducerer presset på medarbejderne og fremskynder den manuelle proces," forklarer Milicevic.
Nem integration med eksisterende software
"Vi valgte især O3D og ifm pga. den nemme integration med vores internt udviklede software," fortsætter Milicevic. "Og hvis vi havde spørgsmål, fik vi hurtig og kompetent hjælp fra ifm's support."
Baseret på dataene kan softwaren fra Unchained Robotics beregne nøjagtigt, hvor robotten skal placere sine sugekopper på den pakke, der skal håndteres. Det sikrer, at kalenderen altid løftes i ligevægtspunktet (center of gravity) og optimal retning.
Præcision forhindrer kollisioner
3D-sensorens høje præcision er en uundværlig del af den pick & place-opgave, robotten skal udføre. "Plads er især altafgørende, hvis kalenderne skal placeres i kasser til postforsendelse. Robotten skal bevæge sig med stor præcision og inden for små tolerence værdier for at undgå, at dens arm eller kalenderen kolliderer med metalvæggene.
Billede 1:Baseret på de data, der overføres af sensoren, beregner softwaren robotarmens bevægelser for at sikre præcis positionering af pakken det sted, den skal placeres. Billede 2: Det er påkrævet med nøjagtige data og præcis beregning for at undgå kollisioner, når plads er altafgørende.
Afhængigt af formatet placerer robotten op til 12 kalendere i et 3x4 mønster. Takket være den præcise anbringelse kan det lade sig gøre at stable i en højde på op til 70 cm, selv på åbne paller. "Den pålidelige og præcise detektering af højden spiller også en rolle i forbindelse med at vælge stedet for placering inden for mønsteret," forklarer Milicevic. "Robotten placerer pakkerne ud fra en særlig højdealgoritme, der tager højde for individuelle pakkehøjder. Pakkerne sorteres, så det højeste punkt altid er længst væk fra robotten. Desuden danner de pakkede kalendere en praktisk talt homogen og flad overflade, når den maksimale stablingshøjde er nået."
Sensoren registrerer nøjagtigt positionen og højden af pakken ved hjælp af 23.000 pixels.
Kameraet og softwaren er selve kernen i løsningen
Med en frekvensrate på 8 sekunder mestrer pick & place-løsningen fra den nystartede virksomhed også de høje krav til den i tiden op til jul, når op til 6000 kalendere pr. dag forlader trykkeriet. Pakkerne kan veje helt op til 8 kg. "Det ligger inden for grænserne af de tekniske data for en kollaborativ robotarm," forklarer Milicevic. "Hvis der skal flyttes tungere læs, eller hvis der er behov for hurtigere pakkehastigheder ville vi bruge en kraftigere industrirobot. Det ville ikke være noget stort problem, for robotten spiller kun en mindre rolle i vores løsning. Kernen i vores universalløsning er kombinationen af kamera og software, som ikke bare gør løsningen velegnet til kalendere: Den egner sig også til andre pick & place-processer, hvor produkter skal placeres på eller plukkes fra paller."
En anden fordel ved denne effektive kombination af sensor og software: Da der ikke er behov for andre systemkomponenter ud over robotarmen, holdes omkostningerne til implementering på et minimum.
Der kan håndteres op til 6000 pakker pr. dag med den her løsning, som består af en kollaborativ robotarm, en 3D-sensor fra ifm og software fra Unchained Robotics. Afhængigt af kundens krav kan der bruges andre robotter til at opnå højere pakkehastigheder eller for at flytte tungere læs.
Konklusion
O3D er et centralt element i pick & place-løsningen fra Unchained Robotics. Takket være den nøjagtige detektering i tre dimensioner af pakkerne leverer 3D-sensoren pålidelige oplysninger til softwaren, som hjælper med at styre robotarmen præcist. Selv når trykkeriet har allermest travlt, bliver kalenderne stadig placeret præcist som de skal og når ud til kunderne i tide.
