Unchained Robotics Sortering med usvikelig presisjon
Bruksrapport
3D-sensor som hjertet i en plukk og plasser-løsning
Juletid er kalendertid. Når årsskiftet nærmer seg, når produksjonen av personaliserte kalendere toppen. Individuelt designede kalendere blir verdsatt som en helårspåminnelse om lykkelige øyeblikk. Ved hjelp av sin plukk og plasser-løsning i et trykkeri hjelper oppstarten Unchained Robotics med å levere de personlig tilpassede kalenderne til kundene så raskt som mulig. De sentrale elementene: en samarbeidsrobot og 3D-sensoren fra ifm.
Et industriområde i utkanten av Paderborn i Øst-Westfalen: det er her store mengder kalendere produseres. Enten 100 eksemplarer for bedriftskunder eller individuelle eksemplarer for privatpersoner som lager sin egen personlige kalender på nettportaler: et stort utvalg av kalendere i forskjellige formater fra DIN A5 til DIN A3 pakkes for sending og mates til plukke- og plasseringsstasjonen fra Unchained Robotics.
Her oppdager en laserskanner automatisk strekkoden for å tillate sporing via track & trace, før kalenderen plukkes fra transportbåndet av en samarbeidende robot og legges på en transportpall eller i en postboks pent sortert etter størrelse.
Overbevist av 3D-sensoren og ifms tekniske støtte
Hjertet i robotinstallasjonen er 3D-sensoren fra ifm, O3D. Driftsprinsippet til O3D er basert på «time-of-flight»-prinsippet. Ved hjelp av 23 000 piksler arrangert i en matrise, registrerer 3D-sensoren tiden som trengs av lyset som sendes ut for å nå sensoren igjen som en refleksjon per fangst. Basert på disse dataene, beregner O3D nøyaktig de romlige dimensjonene til objekter og scener.
«Dette aspektet spilte en viktig rolle i beslutningen vår angående O3D,» sier Mladen Milicevic, en av grunnleggerne av Unchained Robotics. «Ikke noe annet utstyr eller stopp i prosessen er nødvendig, fordi sensoren nøyaktig registrerer høyden, grunnformen, vinkelen og forskyvningen til hver pakke. Dette betyr at pakkene kan plasseres på transportbåndet uten å observere et spesielt arrangement eller orientering. Dette reduserer belastningen på de ansatte og akselererer den manuelle prosessen,» forklarer Milicevic.
Enkel integrering i eksisterende programvare
«Vi valgte spesielt O3D og ifm på grunn av den enkle integreringen i den egenutviklede programvaren vår,» fortsetter Milicevic. «Og hvis vi hadde spørsmål, hjalp ifms støtte oss raskt og kompetent.»
Basert på dataene kan programvaren fra Unchained Robotics nøyaktig beregne hvor roboten må plassere sugekoppene på pakken som skal håndteres. Dette sikrer at kalenderen alltid plukkes opp i likevekt og i optimal orientering.
Presisjon forhindrer kollisjoner
Den høye presisjonen oppnådd av 3D-sensoren er uunnværlig for plukke- og plassere-oppgaven som utføres av roboten. «Spesielt hvis kalenderne er plassert i postbokser, er plassen begrenset.» Roboten må bevege seg med stor presisjon og innenfor små toleranseverdier for å forhindre at armen eller kalenderen kolliderer med metallveggene.
Illustrasjon 1:Basert på dataene som overføres av sensoren, beregner programvaren robotarmens bevegelser for å sikre nøyaktig posisjonering av pakken på plasseringsstedet. Illustrasjon 2: Nøyaktige data og nøyaktige beregninger kreves for å unngå kollisjoner når det er lite plass.
Avhengig av formatet plasserer roboten opptil 12 kalendere i et 3x4-mønster på plasseringsstedet. Takket være den nøyaktige posisjoneringen er en stabelhøyde på opptil 70 centimeter mulig selv på åpne paller. «Den pålitelige og nøyaktige deteksjonen av høyden spiller også en viktig rolle når det gjelder å velge plasseringssted innenfor mønsteret,» forklarer Milicevic. «Roboten plasserer pakkene i henhold til en spesiell høydealgoritme som tar hensyn til de individuelle pakkehøydene. Pakkene er sortert slik at det høyeste punktet alltid er lengst fra roboten. Dessuten danner de pakkede kalenderne en praktisk talt homogen, flat overflate når maksimal stabelhøyde er nådd.»
Sensoren registrerer nøyaktig posisjonen og høyden til pakken ved hjelp av 23 000 piksler.
Kameraet og programvaren er kjernen i løsningen
Med en frekvens på åtte sekunder mestrer oppstartsselskapets plukk -og plasser-løsning også de høye kravene som stilles til den i tiden før jul, når opptil 6000 kalendere per dag forlater trykkeriet. Pakkene kan ha en vekt på opptil åtte kilo. «Dette er innenfor grensene for de tekniske dataene til en samarbeidende robotarm,» forklarer Milicevic. «Hvis tyngre vekter skulle flyttes eller det var nødvendig med raskere frekvenshastigheter, ville vi brukt en kraftigere industrirobot. Dette ville ikke vært noe stort problem, siden roboten bare spiller en mindre rolle i løsningen vår. Kjernen i vår universalløsning er kombinasjonen av kamera og programvare, som gjør at løsningen ikke bare passer for kalendere: Den er også egnet for alle plukke- og plasseringsprosesser der produkter plasseres på eller plukkes opp fra paller.»
En annen fordel med denne kraftige kombinasjonen av sensor og programvare: Siden det ikke kreves andre systemkomponenter enn robotarmen, holdes kostnadene for implementering på et minimum.
Opptil 6000 pakker per dag kan håndteres med løsningen, bestående av en samarbeidende robotarm, en 3D-sensor fra ifm og programvare fra Unchained Robotics. Avhengig av kundens krav, kan andre roboter brukes for å oppnå høyere frekvensrater eller flytte tyngre last.
Avslutning
O3D er et sentralt element i plukke og plassere-løsningen fra Unchained Robotics. Takket være den nøyaktige deteksjonen i tre dimensjoner av pakkene, gir 3D-sensoren pålitelig informasjon til programvaren som hjelper til med å kontrollere robotarmen nøyaktig. Selv i trykkeriets travleste perioder, plasseres kalenderne pålitelig på riktig posisjon og når kundene i tide.