Unchained Robotics Sortering med oslagbar precision
Applikationsrapport
3D-givare som kärnan i en pick & place-lösning
Juletid är kalendertid. När årets slut närmar sig går produktionen av personliga kalendrar på högvarv. Individuellt utformade kalendrar är uppskattade påminnelser om glädjefyllda ögonblick året runt. Med sin pick & place-lösning i en printshop hjälper startup-företaget Unchained Robotics till att leverera personliga kalendrar till kunderna så snabbt som möjligt. De centrala delarna: en kollaborativ robot och en 3D-givare från ifm.
Ett industriområde i utkanterna av Paderborn i östra Westfalen: det är här stora kvantiteter kalendrar produceras. Det kan handla om 100 kopior till företagskunder eller enstaka kopior till privatkunder som skapar sin personliga kalender via en onlineportal. En stor mängd av kalendrar i olika format från DIN A5 till DIN A3 packas för distribution och skickas till pick & place-stationen från Unchained Robotics.
Här läser en laserskanner automatiskt av streckkoden för att möjliggöra spårning via track & trace innan kalendrarna plockas upp från transportbandet av en kollaborativ robot och placeras på en transportpall eller i en postförpackning prydligt ordnade efter storlek.
Övertygade av 3D-givaren och ifm:s tekniska support
Kärnan i robotinstallationen är 3D-givaren från ifm, O3D. Arbetsprincipen hos O3D baseras på time-of-flight-principen. Med hjälp av 23000 pixlar i en matris registrerar 3D-givaren den tid det tar för det utsända ljuset att nå givaren igen som en reflektion per bild. Baserat på dessa data beräknar O3D exakt de rumsliga dimensionerna för objekt och scener.
Den här aspekten spelade en viktig roll i vårt beslut att välja O3D, säger Mladen Milicevic, en av Unchained Robotics grundare. Ingen annan utrustning eller andra processtopp krävs eftersom givaren registrerar höjd, grundläggande form, vinkel och förskjutning hos varje förpackning. Det innebär att förpackningarna kan placeras på transportbandet utan att man måste ta hänsyn till någon särskild ordning eller orientering. Detta minskar påfrestningen på medarbetarna och påskyndar den manuella processen, förklarar Milicevic.
Enkel integration i befintlig mjukvara
Vi annan viktig egenskap i valet av O3D och ifm var den enkla integrationen i vår egenutvecklade mjukvara, fortsätter Milicevic. När vi hade frågor fick vi snabb och kunnig hjälp från ifm:s support.
Baserat på data kan mjukvaran från Unchained Robotics beräkna exakt var roboten ska placera sina sugkoppar på den förpackning som ska hanteras. Det säkerställer att kalendern alltid plockas upp med jämvikt och i optimal orientering.
Precision förhindrar kollision
Den höga precisionen hos 3D-givaren är oumbärlig för pick & place-uppgiften som roboten utför. I synnerhet om kalendrarna placeras i postförpackningar är utrymme viktigt. Roboten måste röra sig med stor precision och inom små toleransvärden för att inte armen eller kalendern ska krocka med metallväggarna.
Bild 1:Utifrån de data som överförs från givaren beräknar mjukvaran robotarmens rörelser för att säkerställa exakt placering av förpackningen på placeringsplatsen. Bild 2: Exakta data och exakt beräkning krävs för att undvika kollisioner när utrymme är viktigt.
Beroende på formatet placerar roboten upp till 12 kalendrar i ett 3x4-mönster på placeringsplatsen. Tack vare den exakta positioneringen är det möjligt med en stapel som är upp till 70 centimeter hög även på öppna pallar. Den tillförlitliga och precisa höjdregistreringen spelar även en viktig roll när det gäller att välja placeringsplats inom mönstret, förklarar Milicevic. Roboten placerar förpackningarna enligt en speciell höjdalgoritm som tar hänsyn till de individuella förpackningshöjderna. Förpackningarna sorteras så att den högsta punkten alltid är längst bort från roboten. Dessutom formar de förpackade kalendrarna en helt homogen, plan yta när den maximala stapelhöjden är nådd.
Givaren registrerar förpackningens position och höjd exakt med hjälp av 23 000 pixlar.
Kameran och mjukvaran är lösningens kärna
Med en cykeltid på åtta sekunder klarar startup-företagets pick & place-lösning de höga krav som ställs före jul när upp till 6 000 kalendrar per dag lämnar printshopen. Förpackningarna kan ha en vikt på upp till åtta kilo. Det är inom gränserna för en kollaborativ robotarms tekniska data, förklarar Milicevic. Vid flytt av tyngre laster eller behov av en högre frekvens skulle vi använda en kraftfullare industrirobot. Det vore inget stort problem eftersom roboten bara spelar en mindre roll i vår lösning. Kärnan i vår universallösning är kombinationen av kamera och mjukvara som gör lösningen användbar även till annat än kalendrar: Den passar för alla pick & place-processer där produkter placeras på eller plockas upp från pallar.
En annan fördel hos den här kraftfulla kombinationen av givare och mjukvara: Eftersom inga andra systemkomponenter krävs utöver robotarmen kan implementeringskostnaden hållas på ett minimum.
Upp till 6 000 förpackningar kan hanteras per dag av lösningen som består av en kollaborativ robotarm, en 3D-givare från ifm och mjukvara från Unchained Robotics. Beroende på kundens krav kan andra robotar användas för att uppnå högre frekvens eller flytta tyngre laster.
Slutsats
O3D är en central del i pick & place-lösningen från Unchained Robotics. Tack vare den exakta, tredimensionella registreringen av förpackningarna skickar 3D-givaren tillförlitlig information till mjukvaran vilket bidrar till exakt styrning av robotarmen. Även under printshopens mest hektiska tider placeras kalendrarna tillförlitligt på korrekt plats och levereras till kunderna i tid.
