Kollmorgen – Sistem 3D-kamer za zaznavanje palet

Večja prilagodljivost pri ravnanju s paletami

Kako podjetji Kollmorgen in ifm izboljšujeta inteligentnost avtonomnih vozil (AGV) in avtonomnih mobilnih robotov (AMR)

Kollmorgen je mednarodno podjetje, specializirano za pogonsko tehnologijo in rešitve za avtomatizacijo.

Center za inovacije in razvoj na področju mobilne robotike in vozil v logistiki se nahaja v Mölndalu, v bližini Göteborga. Tam podjetje Kollmorgen razvija celovito avtomatizacijsko platformo za vodilne proizvajalce samodejno vodenih vozil (AGV) in avtonomne mobilne robote (AMR). To sega od programske in strojne opreme za vozila do orodij za nastavitev ter sistemov za upravljanje voznega parka, ki omogočajo varno in učinkovito delovanje v intralogistiki.

Nove funkcije se nenehno testirajo in optimizirajo v realnih pogojih v lastnem testnem centru podjetja, ki ponuja idealno okolje za sodelovanje s podjetjem ifm, specialistom za senzorje, pri razvoju rešitve na osnovi kamer za dinamično ravnanje z bremeni ter za njen prehod v serijsko proizvodnjo.

Izziv: natančnost v mešanih okoljih, kjer sodelujejo ljudje in roboti

Danes mnoga skladišča vzporedno uporabljajo samodejno vodena vozila, avtonomne mobilne robote in ročne postopke. Kjer ljudje odlagajo palete, ki jih kasneje odpeljejo vozila, je natančnost ključna za učinkovitost. V klasičnih togih sistemih je treba palete natančno namestiti znotraj določenega območja; odstopanja povzročajo izpad proizvodnje ali ročno popravljanje. »Vendar pa vozila temeljijo na natančnosti – človeški dejavnik pa ni vedno dovolj zanesljiv,« pojasnjuje Johan Loebbert, inženir za aplikacije pri podjetju Kollmorgen AMS, ko opisuje izhodiščno stanje v togih sistemih.

Tipična problematična področja segajo od raztovarjanja tovornjaka v sprejemnem prostoru do premeščanja palet v vmesna skladišča: idealno parkirno mesto je pogosto zasedeno, označbe so zbrisane, koti in globine pa se razlikujejo. To povzroča zamude v pretoku materialov. Hkrati se povečuje pritisk, da je treba heterogene vozne parke upravljati na prilagodljiv način, ne da bi pri tem ogrožali zanesljivost procesov. Podjetje Kollmorgen je iskalo rešitev, ki bi premostila vrzel med človeško prilagodljivostjo in natančnostjo na strani vozila, preprečila okvare in se hkrati enostavno vključila v obstoječe arhitekture vozil.

Rešitev: dinamično pritrjevanje tovora s kamero ifm in aplikacijo PDS

Odgovor je v kombinaciji tehnologije dinamičnega pritrjevanja tovora podjetja Kollmorgen in sistema kamer ifm s funkcijo PDS (Pallet Detection System). Dinamično pritrjevanje tovora se nanaša na postopek, ki se uporablja predvsem pri samodejno vodenih vozilih (AGV-ji) za natančno in učinkovito prevzemanje ali odlaganje tovora, tudi če se vozilo ali tovor še vedno rahlo premika.

Osnova sistema je aplikacija, ki prepozna položaj, usmerjenost in dimenzije palete v vidnem polju kamere. »V tem primeru uporabljamo sistem 3D-kamer podjetja ifm s funkcijo PDS v povezavi z našo rešitvijo za dinamično pritrjevanje tovora,« pojasnjuje Johan Loebbert. »V sprejemnem prostoru lahko oseba paleto postavi na splošno določeno mesto v poljubnem položaju in pod katerim koli kotom. Samodejno vodeno vozilo nato posname 3D-sliko, določi natančen položaj in izračuna individualno pot, po kateri bo varno pobralo paleto.«

Tehnična dodana vrednost se kaže že v integraciji: namestite kamero, jo priključite na računalnik vozila in krmilnik, opravite hitro umerjanje in nekaj drobnih nastavitev – in gotovo. Praktično gledano je to funkcionalnost »plug and play«. Razvoj je bil skupni projekt podjetij Kollmorgen in ifm: »Sodelovanje s podjetjem ifm je bilo odlično. Podjetje ifm je razvilo rešitev PDS, medtem ko smo mi testirali naš sistem dinamičnega pritrjevanja tovora. Zahvaljujoč nenehnim povratnim informacijam smo lahko funkcionalnost še dodatno izboljšali,« zaključi Johan Loebbert. Tudi po uvedbi izdelka na trg ekipe ostajajo v stiku, da zagotovijo kakovost in podporo po vsem svetu.

Platforma za kamere podjetja ifm

Vsestranska platforma za zaznavanje O3R predstavlja tehnološko podlago za zanesljivo zaznavanje palet na avtonomnih vozilih (AGV). Centralna obdelava podatkov iz slik in senzorjev v vgrajeni enoti za obdelavo videa (VPU) omogoča sinhrono delovanje do šestih 2D/3D-kamer, kar zagotavlja popolno zaznavanje okolja v obsegu 360°.

Na tej opremi se izvaja posebej razvita programska oprema »Pallet Detection System« (PDS), ki z visoko natančnostjo prepozna vse standardne vrste palet, ne glede na njihov položaj. Kombinacija zmogljivega procesorja, najnovejšega senzorja za merjenje časa potovanja z visoko odpornostjo proti zunanji svetlobi in visoko hitrostjo snemanja zagotavlja zanesljivo in dinamično zaznavanje objektov – tudi v zahtevnih svetlobnih razmerah in med premikanjem. Zaradi standardizirane arhitekture Docker in podpore za pogosta razvojna okolja, kot so Python, C++, CUDA in ROS, je sistem mogoče prilagodljivo vključiti v obstoječe krmilnike samodejno vodenih vozil. Platforma O3R omogoča učinkovito in varno zaznavanje palet ter natančno in zanesljivo podpira samostojno približevanje, pozicioniranje in dvigovanje palet – kar pomembno prispeva k avtomatizaciji in večji učinkovitosti sodobnih intralogističnih procesov.

Prednosti: večja prilagodljivost, manj izpadov, večja razpoložljivost

Upravljanje tovora s pomočjo kamer preusmerja pozornost s strogo določenih pravil na zanesljive postopke, prilagojene posamezni situaciji. Največja prednost je prilagodljivost: palet ni več treba postavljati na določena mesta. To zmanjša potrebo po ponovnem delu in skrajša trajanje proizvodnih ciklov v mešanih območjih, kjer ljudje in vozila delujejo skupaj. Za upravljavce to pomeni: manj zastojev, manj ročnih posegov, večja zmogljivost – ob zagotovljeni varnosti. Poleg prednosti v smislu procesa rešitev v praksi navdušuje tudi s preprosto in hitro namestitvijo. Ta preprostost olajšuje uvajanje v vseh voznih parkih in na vseh lokacijah.

Še ena prednost izhaja iz odprtosti platforme Kollmorgen: »Naše sodelovanje s podjetjem ifm dokazuje, kako prilagodljiva in razširljiva je naša rešitev – v principu je mogoče v platformo vključiti prav vse,« pojasnjuje Per Hansson, koordinator za partnerski kanal pri podjetju Kollmorgen AMS. Za uporabnike to pomeni tehnološko suverenost: vozni park ostaja razširljiv, nove funkcije pa je mogoče dodajati postopoma. »Najpomembnejša dejavnika sta učinkovitost in zanesljivost. Prepričani moramo biti, da bo sistem deloval tudi dolgoročno. To je prav tista kakovost, ki jo zagotavljamo. Svoje izkušnje lahko združimo in jih pretvorimo v izdelek. Odlično je videti, kakšne težave to rešuje našim strankam,« pravi Per Hansson. Z združitvijo senzorske inteligence in strokovnega znanja o voznih parkih tako nastane praktičen celovit paket, ki v vsakdanji intralogistiki prinaša oprijemljivo dodano vrednost

Sodelovanje s podjetjem ifm je bilo odlično. Podjetje ifm je razvilo rešitev PDS, medtem ko smo mi testirali naš sistem dinamičnega pritrjevanja tovora. Zahvaljujoč rednim povratnim informacijam smo lahko funkcionalnost še dodatno izboljšali.

Johan Loebbert Inženir za uporabe, Kollmorgen AMS

O podjetju Kollmorgen AMS

Podjetje Kollmorgen AMS s sedežem v Mölndalu (Švedska) razvija rešitve za avtomatizacijo in navigacijo za samodejno vodena vozila in mobilne robote. Podjetje je del skupine Kollmorgen in po vsem svetu ponuja programske in strojne platforme za industrijsko logistiko in proizvodnjo.