Kollmorgen - 3D-camerasysteem voor palletdetectie

Meer tolerantie bij palletverwerking

Hoe Kollmorgen en ifm AGV's en AMR's slimmer maken

Kollmorgen is een internationaal bedrijf gespecialiseerd in aandrijftechniek en automatiseringsoplossingen.

Het innovatie- en ontwikkelingscentrum voor mobiele robotica en logistieke voertuigen is gevestigd in Mölndal bij Göteborg. Daar ontwikkelt Kollmorgen een uitgebreid automatiseringsplatform voor toonaangevende fabrikanten van automatisch geleide voertuigen (AGV's) en autonome mobiele robots (AMR's) . Dit varieert van voertuigsoftware en -hardware tot tools voor inbedijfstelling en systemen voor vlootbeheer die een veilige en efficiënte werking in de intralogistiek mogelijk maken.

Nieuwe functies worden voortdurend getest en geoptimaliseerd onder reële omstandigheden in het eigen testcentrum van het bedrijf. Dit biedt de ideale omgeving om samen met sensorspecialist ifm een camera gebaseerde oplossing voor registratie van dynamisch beladen te ontwikkelen en in serie te produceren.

Uitdaging: Precisie in gemengde mens-robot-omgevingen

Veel magazijnen maken tegenwoordig parallel gebruik van AGV's, AMR's en handmatige processen. Waar mensen pallets neerzetten en voertuigen ze later weer ophalen, bepaalt precisie de efficiëntie. Bij klassieke starre systemen moeten pallets precies in een bepaald veld worden geplaatst; afwijkingen leiden tot stilstand of handmatig nabewerking. "Voertuigen zijn afhankelijk van precisie - en de menselijke factor is niet altijd betrouwbaar genoeg", zegt Johan Loebbert, Application Engineer bij Kollmorgen AMS, over de uitgangssituatie bij starre systemen.

Typische probleempunten variëren van het lossen van een vrachtwagen bij de goederenontvangst tot het verplaatsen van pallets naar bufferzones: De ideale opslagplaats is vaak bezet, markeringen zijn versleten, hoeken en dieptes variëren. Het resultaat is vertragingen in de materiaalstroom. Tegelijkertijd neemt de druk toe om heterogene machineparken op een schaalbare manier te bedienen zonder de betrouwbaarheid van processen in gevaar te brengen. Kollmorgen was daarom op zoek naar een oplossing die de kloof tussen menselijke flexibiliteit en voertuignauwkeurigheid zou dichten, storingen voorkomen en tegelijkertijd eenvoudig te integreren zijn in bestaande voertuigarchitecturen.

Oplossing: Dynamische Load Docking met ifm camera en PDS app

Het antwoord is de combinatie van Kollmorgen Dynamic Load Docking en een ifm camerasysteem met PDS functionaliteit (Pallet Detection System). Dynamic Load Docking is een proces dat voornamelijk wordt gebruikt in automatisch geleide voertuigen (AGV's) om vracht precies en efficiënt ophaalt of neerzet, zelfs terwijl het voertuig of de vracht nog lichtjes beweegt.

Het pronkstuk is een app die de positie, oriëntatie en afmetingen van een pallet in het gezichtsveld van de camera herkent. "In dit geval gebruiken we het 3D-camerasysteem met PDS-functie van ifm in combinatie met onze oplossing voor het dynamisch aandocken van vrachten", legt Johan Loebbert uit. "In de zone voor inkomende goederen kan iemand de pallet neerzetten in een algemene palletzone in een variabele positie en onder een willekeurige hoek. De AGV neemt dan later een 3D-beeld, bepaalt de exacte positie en genereert een aangepast rijpad om de pallet veilig op te pakken."

De technische meerwaarde is al duidelijk in de integratie: Monteer de camera, sluit hem aan op de CPU van het voertuig en de controller, een kort kalibratieproces en wat fijnafstelling - dat is alles, plug and play. De ontwikkeling was een gezamenlijk project van Kollmorgen en ifm: "De samenwerking met ifm was uitstekend. ifm ontwikkelde de PDS-oplossing terwijl wij onze dynamische Load Docking aan het testen waren. Dankzij voortdurende feedback konden we de functionaliteit verder optimaliseren," vat Johan Loebbert samen. Zelfs na de marktintroductie blijven de teams met elkaar in gesprek om de kwaliteit en ondersteuning wereldwijd te waarborgen.

Cameraplatform van ifm

De veelzijdige camera sensor platform O3R vormt de technologische basis voor betrouwbare palletdetectie op autonome automatisch geleide voertuigen (AGV's). Dankzij de centrale verwerking van beeld- en sensorgegevens in de geïntegreerde Video Processing Unit (VPU) kunnen tot zes 2D/3D camerakoppen synchroon worden bediend, waardoor een volledig gezichtsveld van 360° mogelijk is.

Op deze hardware draait de speciaal ontwikkelde software "Pallet Detection System" (PDS), die alle standaardpallettypes met hoge precisie herkent, ongeacht hun positie. De combinatie van een krachtige verwerkingseenheid, de nieuwste time-of-flight imager met een hoge stabiliteit bij omgevingslicht en een hoge beeldverversingssnelheid zorgt voor een robuuste en dynamische detectie van objecten, zelfs onder veeleisende licht- en bewegingsomstandigheden. Dankzij de gestandaardiseerde Docker-architectuur en ondersteuning voor veelgebruikte ontwikkelomgevingen zoals Python, C++, CUDA en ROS, kan het systeem flexibel worden geïntegreerd in bestaande besturingen van AGV's. Het O3R-platform maakt efficiënte en veilige palletdetectie mogelijk, wat het autonoom benaderen, positioneren en oppakken van pallets nauwkeurig en betrouwbaar ondersteunt - een beslissende bijdrage aan de automatisering en verhoogde efficiëntie van moderne intralogistieke processen.

Voordelen: Meer flexibiliteit, minder stilstand, hogere beschikbaarheid

Met vrachtregistratie op basis van camera's verschuift de focus van starre regels naar robuuste processen die zich aanpassen aan de situatie. De grootste hefboom is flexibiliteit: Pallets hoeven niet langer in vaste vakken te worden geplaatst. Dit vermindert nabewerkingen en verkort de cyclustijden in gemengde zones waar mensen en voertuigen samenwerken. Voor operators betekent dit minder blokkades, minder handmatige interventie, hogere verwerkingscapaciteit - met hetzelfde veiligheidsniveau. Naast de procesvoordelen overtuigt de oplossing ook in de praktijk door de snelle en eenvoudige installatie. Deze eenvoud vergemakkelijkt de implementatie in wagenparken en locaties.

Een ander voordeel is de openheid van het Kollmorgen platform: "De samenwerking met ifm laat zien hoe aanpasbaar en schaalbaar onze oplossing is - in principe kan alles in het platform worden geïntegreerd", legt Per Hansson, Partner Channel Coordinator bij Kollmorgen AMS, uit. Voor gebruikers resulteert dit in technologische soevereiniteit: De vloot blijft uitbreidbaar en nieuwe functies kunnen gefaseerd worden toegevoegd. "Het belangrijkste is efficiëntie en betrouwbaarheid. Er moet vertrouwen zijn dat het systeem na verloop van tijd zal werken. Dit is precies de kwaliteit die we leveren. We kunnen onze ervaring bundelen en in een product gieten. Het is geweldig om te zien welke problemen er voor onze klanten worden opgelost," zegt Per Hansson. De combinatie van sensorintelligentie en vlootexpertise zorgt voor een praktisch totaalpakket met tastbare toegevoegde waarde in de dagelijkse intralogistieke activiteiten.

De samenwerking met ifm was uitstekend. ifm ontwikkelde de PDS-oplossing terwijl wij onze dynamische Load Docking aan het testen waren. Dankzij voortdurende feedback konden we de functionaliteit verder optimaliseren.

Johan Loebbert Applicatie-ingenieur, Kollmorgen AMS

Over Kollmorgen AMS

Kollmorgen AMS , gevestigd in Mölndal (Zweden), ontwikkelt automatiserings- en navigatieoplossingen voor autonoom rijdende transportsystemen en mobiele robots. Het bedrijf maakt deel uit van de Kollmorgen Group en biedt wereldwijd software- en hardwareplatforms voor industriële logistiek en productie.