Unchained Robotics - Seleção com precisão infalível
O sensor 3D como coração de uma solução “pick and place”
A época do Natal é a época dos calendários. Quando a viragem do ano se aproxima, a produção de calendários personalizados atinge o seu pico. Os calendários personalizados são apreciados como uma recordação de momentos felizes durante todo o ano. Através da sua solução "pick & place" numa loja de impressão, a start-up Unchained Robotics ajuda a entregar os calendários personalizados aos clientes o mais rapidamente possível. Os elementos centrais: um robot colaborativo e o sensor 3D da ifm.
Uma zona industrial nos arredores de Paderborn, na Vestefália Oriental: é aqui que são produzidos grandes quantidades de calendários. Quer se trate de 100 exemplares para clientes empresariais ou de exemplares individuais para particulares que criam o seu próprio calendário personalizado em portais online: uma grande variedade de calendários em diferentes formatos, desde DIN A5 a DIN A3, são embalados para expedição e encaminhados para a estação de "pick & place" da Unchained Robotics.
Aqui, um scanner a laser detecta automaticamente o código de barras para permitir o rastreio através de track & trace, antes de o calendário ser retirado do tapete rolante por um robô colaborativo e colocado numa palete de transporte ou numa caixa de correio - ordenado por tamanho.
Satisfeito com o sensor 3D - e com a assistência técnica da ifm
O princípio de funcionamento do O3D baseia-se no princípio do "time-of-flight" (ToF). Através de 23.000 pixels dispostos numa matriz, o sensor 3D detecta o tempo necessário para que a luz emitida atinja novamente o sensor como uma reflexão por captura. Com base nestes dados, o O3D calcula com precisão as dimensões espaciais dos objectos e das áreas.
"Este aspeto desempenhou um papel importante na nossa decisão pelo O3D", afirma Mladen Milicevic, um dos fundadores da Unchained Robotics. "Não são necessários outros equipamentos ou paragens de processo, porque o sensor detecta exatamente a altura, a forma básica, o ângulo e a deslocação de cada embalagem. Isto significa que as embalagens podem ser colocadas no tapete transportador sem que seja necessário respeitar uma determinada disposição ou orientação. Isto reduz o esforço dos funcionários e acelera o processo manual", explica Milicevic.
Integração fácil no software existente
"Optámos em particular pelo O3D e pela ifm devido à fácil integração no nosso software desenvolvido internamente," continua Milicevic. "E se tivéssemos dúvidas, o apoio da ifm ajudava-nos de forma rápida e competente."
Com base nos dados, o software da Unchained Robotics pode calcular exatamente onde o robô tem de colocar as ventosas na embalagem a ser manuseada. Isto garante que o calendário é sempre recolhido em equilíbrio e com a orientação ideal.
A precisão previne colisões
A elevada precisão obtida pelo sensor 3D é indispensável para a tarefa de recolha e colocação efectuada pelo robô. "Especialmente se os calendários forem colocados em caixas de correio, o espaço é escasso. O robot tem de se mover com grande precisão e dentro de pequenos valores de tolerância para evitar que o seu braço ou o calendário colidam com as paredes metálicas.
Imagem 1: São necessários dados exactos e cálculos precisos para evitar colisões quando o espaço é escasso. Imagem 2: Com base nos dados transferidos pelo sensor, o software calcula os movimentos do braço do robô para garantir o posicionamento exato da embalagem no local de colocação.
Dependendo do formato, o robot coloca até 12 calendários num padrão 3x4 no local de posicionamento. Graças ao posicionamento preciso, é possível empilhar uma altura até 70 centímetros, mesmo em paletes abertas. "A deteção fiável e precisa da altura também desempenha um papel importante quando se trata de selecionar o local de posicionamento dentro do lote", explica Milicevic. "O robot coloca as embalagens de acordo com um algoritmo de altura especial que tem em conta as alturas individuais das embalagens. Os pacotes são ordenados de modo a que o ponto mais alto esteja sempre mais afastado do robot. Além disso, os calendários embalados formam uma superfície plana e praticamente homogénea quando é atingida a altura máxima da pilha."
A solução, que consiste num braço robótico colaborativo, um sensor 3D da ifm e software da Unchained Robotics, pode movimentar até 6.000 pacotes por dia. Dependendo dos requisitos do cliente, podem ser utilizados outros robots para atingir taxas de frequência mais elevadas ou movimentar cargas mais pesadas.
A câmara e o software são o núcleo da solução
Com uma taxa de frequência de oito segundos, a solução de "pick & place" da start-up também domina os elevados requisitos que lhe são impostos na época que antecede o Natal, quando até 6.000 calendários por dia saem da gráfica. As embalagens podem ter um peso de até oito quilos. "Isto está dentro dos limites dos dados técnicos de um braço robótico colaborativo", explica Milicevic. "Se fosse necessário movimentar cargas mais pesadas ou taxas de frequência mais rápidas, utilizaríamos um robot industrial mais potente. Isto não seria um grande problema, uma vez que o robô desempenha apenas um papel secundário na nossa solução. O núcleo da nossa solução universal é a conjugação da câmara e do software, o que faz com que a solução não seja apenas adequada para calendários: Também é adequada para qualquer processo de "pick & place" em que os produtos são colocados ou retirados de paletes."
Outra vantagem desta poderosa conjugação de sensor e software: Como não são necessários outros componentes do sistema para além do braço do robô, os custos de implementação são reduzidos ao mínimo.
A solução, que consiste num braço robótico colaborativo, num sensor 3D da ifm e num software da Unchained Robotics, pode movimentar até 6.000 embalagens por dia. Dependendo dos requisitos do cliente, podem ser utilizados outros robots para atingir taxas de frequência mais elevadas ou movimentar cargas mais pesadas.
Conclusão
O O3D é um elemento central da solução pick & place da Unchained Robotics. Graças à deteção exacta das embalagens em três dimensões, o sensor 3D fornece informações fiáveis ao software que ajuda a controlar com precisão o braço do robô. Mesmo durante os períodos mais movimentados da gráfica, os calendários são colocados de forma fiável no local de posicionamento correto - e chegam aos clientes a tempo.
