Unchained Robotics Classificação com precisão incansável
Sensor 3D como parte central de uma solução pick and place
A época do Natal é época de calendário. Quando a virada do ano se aproxima, a produção do calendários atinge o seu auge: se costuma presentear com calendários individualizados como uma lembrança dos bons momentos do ano todo. A empresa startup Unchained Robotics contribui com a sua solução pick and place em uma gráfica para garantir que os calendários persolanizaddos cheguem ao cliente o mais rápido possível. Os atores centrais: um robô colaborativo e o sensor 3D ifm.
Uma área industrial na periferia de Paderborn, no leste da Vestfália (Alemanha): Aqui se produz diariamente uma grande quantidade de calendários. Tanto em centenas de cópias para clientes comerciais, como também para pessoas físicas que desejam criar seus próprios exemplares em páginas online para depois poderem segurá-los com as próprias mãos. No total, isto resulta em uma grande diversidade de calendários dos tamanhos A5 até A3, que chegam embalados e prontos para o envio na estação pick and place" da Unchained Robotics.
Aqui, primeiro um scaner laser detecta o código de barras de maneira totalmente automática para o processo de localização e rastreamento, antes que o calendário seja retirado da esteira transportadora por um robô colaborativo e colocado com precisão sobre um palete de transporte ou em uma caixa de correio. E isso perfeitamente separado de acordo com o calendário e o tamanho da encomenda.
O sensor 3D e o suporte técnico convencem
A parte central da instalação do robô é o sensor 3D ifm, o O3D. O princípio de funcionamento do O3D é baseado no princípio da medição do tempo de voo, também conhecido como time of flight. Com 23.000 pixels dispostos em uma matriz, o sensor 3D detecta o intervalo de tempo necessário para a luz emitida alcançar o sensor novamente como um reflexo. Com base nesses dados, o O3D calcula com precisão milimétrica as dimensões espaciais exatas dos objetos e cenas.
"Este aspecto desempenhou um papel importante em nossa decisão de escolher o O3D", diz Mladen Milicevic, um dos fundadores da Unchained Robotics. "Podemos dispensar qualquer tipo de acessório e paradas de processo porque, graças ao sensor, podemos medir com precisão a altura, forma básica, ângulo e rotação de cada pacote. Assim os pacotes podem ser colocados sobre a esteira transportadora sem que seja necessário se preocupar com uma posição ou orientação específica. Isto facilita para os colaboradores e acelera o processo manual", diz Milicevic.
Integração fácil no software próprio
"O que nos convenceu do O3D, mas sobretudo pela empresa ifm como parceiro, foi a maneira rápida e fácil de integrar o sensor em nosso software desenvolvido internamente", continua Milicevic. "E quando tivemos alguma dúvida, o suporte estava rapidamente disponível e pôde nos ajudar de maneira competente.
Com a ajuda dos dados, o software da Unchained Robotics pode calcular exatamente onde o robô deve posicionar suas ventosas no pacote que deve ser movido. Isto assegura que cada calendário seja registrado em equilíbrio e sempre exatamente na mesma orientação ideal.
Precisão protege contra colisão
A alta precisão que o sensor 3D alcança é indispensável para a tarefa de pick and place executada pelo braço do robô. "Especialmente quando os calendários têm que ser colocados em caixas de correio, o espaço é muito limitado. O robô deve mover-se com a precisão apropriada e dentro dos menores valores de tolerâncias para prevenir que os seus braços ou o calendário colidam com as paredes metálicas", diz Milicevic.
Imagem 1:Usando os dados transmitidos pelo sensor, o software calcula os movimentos do braço do robô para assegurar a colocação precisa do pacote no local de posicionamento. Imagem 2: Dados exatos e cálculos precisos são necessários para evitar colisões dentro dos espaços limitados disponíveis.
Dependendo do tamanho, o robô coloca até 12 calendários ordenados em 3x4 por nível no local de posicionamento. Graças ao posicionamento preciso, é possível empilhar com até 70 centímetros de altura nos paletes abertos. "A altura determinada de forma confiável e precisa pelo O3D também desempenha um papel importante na seleção do local de posicionamento dentro da ordenação", explica Milicevic. "O robô coloca os pacotes calculados de acordo com um algoritmo especial de altura que leva em conta as alturas individuais dos pacotes. Os pacotes são classificados de modo que as áreas mais altas sejam sempre as mais afastadas do robô. Além disso, quando a altura máxima de empilhamento é atingida, os calendários empacotados formam uma superfície praticamente homogênea e plana"
O sensor registra a posição e a altura exatas do pacote, através de 23.000 pixels.
Câmera e software são o núcleo da solução
Com uma taxa de frequência de oito segundos, a solução pick and place da empresa startup também enfrenta as altas exigências da temporada pré-Natal, quando até 6.000 calendários saem diariamente da gráfica. Os pacotes podem pesar até oito quilos. "Isto significa que estamos dentro dos limites dos dados de desempenho possíveis com um braço de robô colaborativo", explica Milicevic. "Se for preciso mover pesos maiores ou alcançar taxas de frequência mais rápidas, usaríamos um robô industrial mais potente. Isto não seria um grande problema para nós, pois o robô desempenha apenas um papel secundário em nossa solução. O verdadeiro centro da nossa solução universal é a combinação da câmera com o software. Portanto, a solução não é adequada apenas para calendários. Esta solução é apropriada para qualquer processo de pick and place no qual os produtos devem ser colocados ou retirados dos paletes.
Outra vantagem da poderosa combinação de sensor e software: como nenhum outro componente do sistema é absolutamente necessário além do braço do robô, os custos para a implementação podem ser facilmente calculados desde o início.
Esta solução, que consiste em um braço robô colaborativo, sensor 3D ifm e software da Unchained Robotics, pode mover até 6.000 pacotes por dia. Dependendo das exigências do cliente, é possível alcançar taxas de frequências mais altas e mover cargas mais pesadas com outros braços de robôs.
Conclusão
O O3D atua como um elemento importantes na solução pick and place da Unchained Robotics. Graças à detecção espacial precisa dos pacotes, o sensor 3D fornece informações confiáveis ao software, as quais ajudam a controlar exatamente o braço do robô. Desta forma, mesmo durante os períodos de alta produção da gráfica, os calendários são colocados corretamente nos locais de posicionamento previstos, e, portanto, chegam ao cliente a tempo.
