Unchained Robotics Válogatás fáradhatatlan pontossággal
Alkalmazási beszámoló
3D érzékelő a Pick & Place megoldás középpontjában
A karácsony a naptárak ideje. Legkésőbb az év vége közeledtével fellendül a magánkiadású naptárak gyártása: Szívesen ajándékozunk egyedi példányokat, hogy egész évben emlékeztessenek a szép pillanatokra. Az Unchained Robotics nevű start-up vállalkozás a nyomdaipari Pick & Place megoldással segít abban, hogy a személyre szabott naptárak a lehető leggyorsabban eljussanak a vásárlóhoz. A központi szereplők: egy kollaboratív robot és az ifm 3D érzékelője.
Ipari terület a kelet-vesztfáliai Paderborn peremén: Naponta nagy számban készülnek itt naptárak. Több száz példányban a kereskedelmi ügyfelek számára, valamint olyan magánszemélyek számára is, akik online portálokon szeretnék létrehozni saját személyes példányaikat, majd nyomtatott példányként a kezükben tartani. Egészében véve DIN A5-től DIN A3-ig terjedő formátumú naptárak érkeznek nagy számban az Unchained Robotics Pick & Place állomására, különböző mennyiségben, kiszállításra készen csomagolva.
Itt a csomagok adatai a nyomon követés érdekében először teljesen automatikusan lekérdezésre kerülnek egy vonalkód- és lézerszkenner segítségével, mielőtt a naptárat egy együttműködő robot levenné a szállítószalagról, és pontosan lehelyezné egy szállítóraklapon vagy egy postai szállítóládában naptár és csomagméret szerint elkülönítve.
Meggyőző 3D érzékelő és műszaki támogatás
A robot telepítésének szíve az ifm 3D érzékelője, az O3D. Az O3D működési elve a lézer alapú távérzékelés elvén alapul, mely Time of Flight néven is ismert. A 3D érzékelő minden egyes felvétel esetében 23 000 mátrixba rendezett képponthoz rögzíti azt az időtartamot, amikor a kibocsátott fény visszaverődésként ismét az érzékelőre esik. Ezen adatok alapján az O3D milliméteres pontossággal kiszámítja a tárgyak és jelenetek térbeli méreteit.
Ez a szempont fontos szerepet játszott abban, hogy az O3D mellett döntöttünk - mondja Mladen Milicevic, az Unchained Robotics egyik alapítója. Ezáltal kiküszöbölhettük a mindenféle állványok használatát és a folyamatmegállításokat, mivel az érzékelőnek köszönhetően pontosan meg tudjuk mérni minden egyes csomag magasságát, alapformáját, szögét és elfordulását. A csomagok így a szállítószalagra helyezhetők anélkül, hogy bármilyen különleges elrendezést vagy tájolást be kellene tartani. Ez tehermentesíti a kollégákat, és felgyorsítja a folyamatot, mondja Milicevic.
Egyszerű integráció a saját szoftverbe
Ami meggyőzött minket az O3D-ről, de mindenekelőtt az ifm-ről mint partnerről, az az érzékelő gyors és egyszerű integrálásának lehetősége a saját fejlesztésű szoftverünkbe - folytatja Milicevic. Ha bármilyen kérdésünk volt, a támogatás gyorsan rendelkezésre állt, és hozzáértő módon tudott segíteni.
Az adatok segítségével az Unchained Robotics szoftvere pontosan ki tudja számítani, hogy a robotnak hol kell elhelyeznie a tapadókorongokat az adott csomagon. Ez biztosítja, hogy minden naptár egyensúlyban és mindig pontosan ugyanabban az ideális tájolásban kerüljön felvételre.
A precizitás véd az ütközéstől
A 3D érzékelő által elért nagy pontosság nélkülözhetetlen a robotkar által végzett Pick & Place feladathoz. Különösen akkor nagyon szűkös a hely, amikor a naptárakat a postai szállítóládákban kell elhelyezni. A robotnak megfelelő pontossággal és a legkisebb tűréshatárokon belül kell mozognia, hogy sem ő, sem a naptár ne ütközzön a fémfalakkal - mondja Milicevic.
1. kép:Az érzékelő által továbbított adatok alapján a szoftver kiszámítja a robotkar mozgását, hogy a csomagot pontosan elhelyezhesse a leadási helyen. 2. kép: Pontos adatokra és pontos számításokra van szükség ahhoz, hogy a szűkös mozgásterek kihívásának ütközés nélkül megfeleljenek.
A formátumtól függően a robot a tárolóhelyen szintenként 3x4-es elrendezésben legfeljebb 12 naptárat helyez el. A pontos elhelyezésnek köszönhetően akár 70 centiméteres rakodási magasság is lehetséges a nyitott raklapokon. Az O3D által megbízhatóan és pontosan érzékelt magasság fontos szerepet játszik az elrendezésen belüli tárolási hely kiválasztásában is - magyarázza Milicevic. A robot a csomagokat egy speciális magassági algoritmus alapján kiszámítva helyezi el, amely figyelembe veszi az egyes csomagok magasságát. A csomagokat úgy rendezzük, hogy a legmagasabb területek mindig a robottól legtávolabb legyenek. Ráadásul a maximális rakatmagasság elérésekor a csomagolt naptárak szinte homogén, sík felületet alkotnak.
Az érzékelő pontosan rögzíti a csomag helyzetét és magasságát 23 000 képpont segítségével.
A megoldás lényege a kamera és a szoftver
A startup Pick&Place megoldása nyolc másodperces ciklussebességgel birkózik meg a karácsony előtti szezon kihívásokkal teli szakaszaival is, amikor naponta akár 6 000 naptár is elhagyja a nyomdát. A csomagok súlya akár nyolc kilogramm is lehet. Ezzel a kollaboratív robotkarral elérhető teljesítményadatokon belülre kerülhetünk - magyarázza Milicevic. Ha nagyobb súlyokat kell mozgatni vagy gyorsabb ciklusidőket kell elérni, akkor egy nagyobb teljesítményű ipari robot bevetése szükséges. Ez számunkra nem jelentene nagy problémát, mivel a robot csak másodlagos szerepet játszik a megoldásunkban. Az általánosan alkalmazható megoldásunk tényleges magja a kamera és a szoftver kombinációja. Ezért a megoldás nem csak naptárakhoz alkalmas. Bármilyen Pick & Place folyamat kiszolgálható ezzel a megoldással, ahol a termékeket raklapokra kell helyezni vagy raklapokról kell levenni.
Az érzékelő és a szoftver hatékony kombinációjának további előnye: Mivel a végrehajtó robotkaron kívül nincs szükség további rendszerelemekre, a megvalósítás költségei már a kezdetektől fogva jól tervezhetők.
Ez a megoldás, amely egy kollaboratív robotkarból, az ifm 3D érzékelőjéből és az Unchained Robotics szoftveréből áll, naponta akár 6 000 csomagot is képes kezelni. Az ügyfél igényeitől függően más robotkarok is használhatók a nagyobb ciklussebesség eléréséhez és a nehezebb terhek mozgatásához.
Összegzés
Az O3D az Unchained Robotics Pick & Place megoldásának fontos szereplője. A csomagok pontos térbeli felismerésének köszönhetően a szoftver 3D érzékelője megbízhatóan szolgáltatja a szükséges információkat, amelyek segítségével a robotkar pontosan vezérelhető. Ez azt jelenti, hogy a naptárak még csúcsidőben is mindig hibátlanul kerülnek a kijelölt raktárhelyre és ezáltal időben jutnak el a megrendelőhöz.
