Kollmorgen – Σύστημα 3D καμερών για ανίχνευση παλετών
|
|
Σύνοψη Μια λύση που αναπτύχθηκε από την Kollmorgen και την ifm από κοινού επιδεικνύει πώς μπορεί να πραγματοποιείται ο χειρισμός παλετών με μεγαλύτερη ευελιξία στην ενδοεφοδιαστική. Οι 3D κάμερες καταγράφουν τη θέση και τον προσανατολισμό των παλετών, ενώ η δυναμική φορτοεκφόρτωση επιτρέπει σε AGV να τις σηκώνουν με ακρίβεια, ακόμα και όταν έχουν τοποθετηθεί σε διάφορες θέσεις. Έτσι μπαίνουν τα θεμέλια για την αξιόπιστη εφαρμογή αυτόνομων οχημάτων σε ποικιλόμορφα σενάρια ενδοεφοδιαστικής. |
Περισσότερη ευελιξία στον χειρισμό παλετών
Πώς η Kollmorgen και η ifm κάνουν εξυπνότερα τα AGV και τα AMR
Η Kollmorgen είναι μια διεθνής εταιρεία που εξειδικεύεται στην τεχνολογία οδήγησης και τις λύσεις αυτοματισμού.
Το κέντρο καινοτομίας και ανάπτυξης για κινητή ρομποτική και οχήματα εφοδιαστικής βρίσκεται στο Mölndal, κοντά στο Gothenburg. Εκεί, η Kollmorgen αναπτύσσει μια ολοκληρωμένη πλατφόρμα αυτοματισμού για κορυφαίους κατασκευαστές αυτοματοποιημένων καθοδηγούμενων οχημάτων (AGV) και αυτόνομων κινούμενων ρομπότ (AMR). Μεταξύ άλλων, η πλατφόρμα περιλαμβάνει λογισμικό και υλικό οχημάτων, εργαλεία για διαμόρφωση ρυθμίσεων και συστήματα διαχείρισης στόλου που επιτρέπουν την ασφαλή και αποδοτική λειτουργία στην ενδοεφοδιαστική.
Νέες δυνατότητες δοκιμάζονται συνεχώς και βελτιστοποιούνται υπό πραγματικές συνθήκες στο ιδιόκτητο κέντρο δοκιμών της εταιρείας. Το κέντρο παρέχει το ιδανικό περιβάλλον για συνεργασία με την ειδικό στους αισθητήρες, ifm, ώστε να αναπτυχθεί μια λύση για δυναμική διαχείριση φορτίων βάσει καμερών και για να εφαρμοστεί σε σειριακή παραγωγή.
Η πρόκληση: ακρίβεια σε μεικτό περιβάλλον όπου δραστηριοποιούνται και άνθρωποι και ρομπότ
Πολλές αποθήκες σήμερα βασίζονται παράλληλα σε AGV, AMR και χειροκίνητες διαδικασίες. Σε ροές εργασίες στις οποίες άνθρωποι τοποθετούν παλέτες και έπειτα τις σηκώνουν οχήματα, η αποδοτικότητα καθορίζεται από την ακρίβεια. Στα κλασικά άκαμπτα συστήματα, οι παλέτες πρέπει να τοποθετούνται επακριβώς μέσα σε ένα καθορισμένο πεδίο και η παραμικρή απόκλιση μπορεί να επιφέρει αναγκαστικές διακοπές ή χειροκίνητη επανάληψη των εργασιών. «Όμως τα οχήματα εξαρτώνται από την ακρίβεια και ο ανθρώπινος παράγοντας δεν είναι πάντα αρκετά αξιόπιστος» εξήγησε ο Johan Loebbert, μηχανικός εφαρμογών στην Kollmorgen AMS, περιγράφοντας την αρχική κατάσταση που συναντάται σε άκαμπτα συστήματα.
Οι τομείς στους οποίους παρουσιάζονται συνήθως προβλήματα ποικίλουν από την εκφόρτωση ενός φορτηγού στην περιοχή παραλαβής έως τη μεταφορά παλετών σε περιοχές μετάβασης: η ιδανική θέση στάθμευσης συχνά είναι κατειλημμένη, οι ενδείξεις έχουν φθαρεί ή η γωνία και το βάθος διαφέρει. Έτσι προκαλούνται καθυστερήσεις στη ροή των υλικών. Ταυτόχρονα, υπάρχει όλο και περισσότερη πίεση για τη λειτουργία ετερογενών στόλων με τρόπο που επιτρέπει την επέκτασή τους, χωρίς να γίνονται συμβιβασμοί στην αξιοπιστία των διεργασιών. Η Kollmorgen αναζήτησε μια λύση που θα γεφύρωνε το κενό ανάμεσα στην ανθρώπινη ευελιξία και την ακρίβεια των οχημάτων, θα εμπόδιζε τις αστοχίες και, ταυτόχρονα, θα ήταν εύκολο να ενσωματωθεί σε υφιστάμενες αρχιτεκτονικές οχημάτων.
Η λύση: δυναμική φορτοεκφόρτωση με κάμερα ifm και εφαρμογή PDS
Η απάντηση δόθηκε με τον συνδυασμό της δυναμικής φορτοεκφόρτωσης της Kollmorgen και της λειτουργίας του συστήματος καμερών της ifm με PDS (σύστημα ανίχνευσης παλετών). Η δυναμική φορτοεκφόρτωση είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται συνήθως σε αυτοματοποιημένα καθοδηγούμενα οχήματα (AGV), προκειμένου να σηκώνουν ή να αφήνουν φορτία επακριβώς και αποδοτικά, ακόμα και ενώ το όχημα ή το φορτίο βρίσκεται σε κατάσταση ελαφριάς κίνησης.
Στον πυρήνα της διαδικασίας βρίσκεται μια εφαρμογή που αναγνωρίζει τη θέση, τον προσανατολισμό και τις διαστάσεις της παλέτας στο οπτικό πεδίο της κάμερας. «Σε αυτή την περίπτωση, χρησιμοποιούμε το σύστημα 3D καμερών της ifm με λειτουργία PDS, σε συνδυασμό με τη λύση μας για δυναμική φορτοεκφόρτωση» εξήγησε ο Johan Loebbert. «Εντός της ζώνης παραλαβής, ένας άνθρωπος μπορεί να τοποθετήσει την παλέτα σε μια γενική περιοχή, σε διάφορες θέσεις και σε οποιαδήποτε γωνιά. Στη συνέχεια, το AGV βγάζει μια 3D εικόνα, εξακριβώνει την ακριβή θέση και δημιουργεί μια εξατομικευμένη διαδρομή για να σηκώσει με ασφάλεια την παλέτα».
Η πρόσθετη αξία από τεχνική άποψη φαίνεται ήδη κατά την ενσωμάτωση: εγκαθιστάτε την κάμερα, τη συνδέετε στην κεντρική μονάδα επεξεργασίας και στον ελεγκτή του οχήματος, κάνετε μια γρήγορη βαθμονόμηση και μικρορρυθμίσεις και αυτό ήταν. Ουσιαστικά πρόκειται για μια λύση άμεσης σύνδεσης και λειτουργίας, παρέχοντας ετοιμότητα με το που συνδέετε τη συσκευή. Η λύση αυτή αναπτύχθηκε μέσω της συνεργασίας της Kollmorgen και της ifm: «Η συνεργασία με την ifm ήταν εξαιρετική. Η ifm ανέπτυξε τη λύση PDS, ενώ εμείς δοκιμάσαμε τη δυναμική μας φορτοεκφόρτωση. Χάρη στη συνεχή παροχή πληροφοριών, καταφέραμε να βελτιστοποιήσουμε ακόμα περισσότερο τη λειτουργία» είπε καταλήγοντας ο Johan Loebbert. Ακόμα και μετά την κυκλοφορία της λύσης στην αγορά, οι δυο ομάδες παραμένουν σε επαφή για να διασφαλίζουν την ποιότητα και να προσφέρουν στήριξη σε παγκόσμιο επίπεδο.
Εικόνα 1: Με τη δυναμική φορτοεκφόρτωση, τα συστήματα οδήγησης και ανύψωσης αλληλεπιδρούν με τον βέλτιστο τρόπο, προκειμένου να σηκώνουν ή να αφήνουν το κάθε φορτίο με τη μέγιστη δυνατή αποδοτικότητα.
Εικόνα 2: Το ηλεκτρονικό μάτι του συστήματος είναι η κάμερα PMD της ifm, η οποία χρησιμοποιεί τεχνολογία μέτρησης χρόνου τροχιάς για την επακριβή ανίχνευση της παλέτας μπροστά στο όχημα.
Εικόνα 3: Κοντά στο κέντρο δοκιμών της στο Gothenburg, η Kollmorgen επαληθεύει και βελτιστοποιεί πλατφόρμες αυτοματισμού σε διάφορα AGV και AMR.
Πλατφόρμα κάμερας της ifm
H ευέλικτη πλατφόρμα αντίληψης O3R αποτελεί την τεχνολογική βάση για αξιόπιστη ανίχνευση παλετών σε αυτοματοποιημένα καθοδηγούμενα οχήματα (AGV). Η κεντρική επεξεργασία των δεδομένων εικόνων και αισθητήρων στην ενσωματωμένη μονάδα επεξεργασίας βίντεο (VPU) επιτρέπει τον ταυτόχρονο χειρισμό έως και έξι κεφαλών κάμερας 2D/3D, παρέχοντας έτσι τη δυνατότητα για ολοκληρωμένο εντοπισμό περιβάλλοντος 360 μοιρών.
Αυτό το υλικό εκτελεί το ειδικά αναπτυγμένο λογισμικό «συστήματος ανίχνευσης παλετών» (PDS), το οποίο αναγνωρίζει με υψηλή ακρίβεια όλα τα τυποποιημένα είδη πελατών, ανεξαρτήτως της θέσης τους. Ο συνδυασμός μιας ισχυρής μονάδας επεξεργασίας, της τελευταίας λέξη των αισθητήρων χρόνου τροχιάς με υψηλή σταθερότητα εξωτερικού φωτός και του υψηλού ρυθμού καρέ διασφαλίζει ισχυρή και δυναμική ανίχνευση αντικειμένων — ακόμα και σε δυσχερείς συνθήκες φωτισμού και κίνησης. Χάρη στην τυποποιημένη του αρχιτεκτονική Docker και υποστήριξη για συνήθη περιβάλλοντα όπως Python, C++, CUDA και ROS, το σύστημα μπορεί να ενσωματωθεί με ευελιξία σε υφιστάμενους ελεγκτές AGV. Η πλατφόρμα O3R επιτρέπει την αποδοτική και ασφαλή ανίχνευση παλετών, στηρίζοντας την αυτόνομη προσέγγιση, τοποθέτηση και ανύψωση παλετών με ακρίβεια και αξιοπιστία: μια καθοριστική συμβολή στην αυτοματοποίηση και την αυξημένη αποδοτικότητα των σύγχρονων διεργασιών ενδοεφοδιαστικής.
Τα πλεονεκτήματα: περισσότερη ευελιξία, λιγότερες διακοπές λειτουργίας, υψηλότερη διαθεσιμότητα
Ο χειρισμός φορτίων βάσει καμερών απομακρύνεται από τους άκαμπτους κανόνες και δίνει έμφαση σε διεργασίες που προσαρμόζονται στην εκάστοτε περίσταση. Το δυνατότερο σημείο του είναι η ευελιξία: οι παλέτες δεν χρειάζεται να τοποθετούνται πλέον σε καθορισμένες περιοχές. Έτσι, μειώνεται η ανάγκη για επανάληψη των εργασιών και ελαττώνονται οι χρόνοι κύκλου σε μεικτές ζώνες, όπου συνεργάζονται άνθρωποι και οχήματα. Για τους χειριστές, αυτό συνεπάγεται: λιγότερες αποφράξεις, λιγότερες χειροκίνητες παρεμβάσεις, υψηλότερη απόδοση. Και όλα αυτά με συνέπεια στον τομέα της ασφάλειας. Πέρα από τα οφέλη που προσφέρει στις διεργασίες, η λύση εντυπωσιάζει και στην πράξη, χάρη στην απλή και γρήγορη εγκατάστασή της. Έτσι διευκολύνεται η εφαρμογή της σε διάφορους στόλους και τοποθεσίες.
Ένα άλλο πλεονέκτημα έγκειται στη διαφάνεια που παρουσιάζει η πλατφόρμα της Kollmorgen: «Η συνεργασία μας με την ifm επιδεικνύει πόσο πραγματικά ευπροσάρμοστη και επεκτάσιμη είναι η λύση που προσφέρουμε. Θεωρητικά, σε αυτή την πλατφόρμα μπορεί να ενσωματωθεί το οτιδήποτε» εξήγησε ο Per Hansson, συντονιστής καναλιών συνεργατών της Kollmorgen AMS. Για τους χρήστες, αυτό συνεπάγεται τεχνολογική κυριαρχία: ο στόλος διατηρεί την επεκτασιμότητά του, ενώ παρέχεται η δυνατότητα σταδιακής προσθήκης νέων λειτουργιών. «Τα πιο σημαντικά στοιχεία είναι η αποδοτικότητα και η αξιοπιστία. Πρέπει να υπάρχει η βεβαιότητα ότι το σύστημα θα λειτουργεί σωστά σε βάθος χρόνου. Αυτή ακριβώς είναι η ποιότητα προσφέρουμε. Μπορούμε να συγκεντρώνουμε όλη την πείρα μας και να τη διοχετεύουμε σε ένα προϊόν. Είναι υπέροχο σε πόσα διαφορετικά προβλήματα των πελατών μας δίνεται λύση έτσι» δήλωσε ο Per Hansson. Με αυτόν τον τρόπο συνδυάζεται η ευφυΐα αισθητήρων και η τεχνογνωσία στόλων, με αποτέλεσμα ένα πρακτικό, ολοκληρωμένο πακέτο με απτή προστιθέμενη αξία στην καθημερινή ενδοεφοδιαστική.
Εικόνα 1: Στην καρδιά της επεξεργασίας εικόνας βρίσκεται η μονάδα επεξεργασίας βίντεο της ifm, που εκτελεί την εφαρμογή «σύστημα ανίχνευσης παλετών» (PDS).
Εικόνα 2: Αλγόριθμοι χρησιμοποιούν το νέφος σημείων (δεξιά οθόνη) από την 3D κάμερα, για να υπολογίσουν τη βέλτιστη διαδρομή οδήγησης (αριστερή οθόνη).
Συμπέρασμα
Η λύση που ανέπτυξαν από κοινού η Kollmorgen και η ifm συνδυάζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά δύο τομέων: την ισχυρή τεχνολογία των αισθητήρων καμερών βιομηχανικού επιπέδου και μια εξελιγμένη πλατφόρμα αυτοματισμού για AGV και AMR. Αν θέλετε να κάνετε την ενδοεφοδιαστική σας πιο ανθεκτική, πιο αποδοτική και πανέτοιμη να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις του μέλλοντος, εδώ θα βρείτε μια άριστη πρακτική προσέγγιση: τη δυνατότητα ευέλικτης τοποθέτησης των παλετών, κάμερες που καταγράφουν την κατάσταση και οχήματα που λειτουργούν έξυπνα — όσα όσα χρειάζονται για τη συνεχή ροή υλικών.
