Unchained Robotics: precisione instancabile nelle operazioni di smistamento
Sensore 3D: il cuore di una soluzione Pick & Place
Il periodo natalizio è il periodo dei calendari. Con lavvicinarsi del nuovo anno la produzione di calendari personalizzati raggiunge il suo picco: è molto ricercato regalare esemplari personalizzati per ricordare tutto lanno i momenti belli. In una tipografia, la startup Unchained Robotics contribuisce, con la sua soluzione Pick & Place, a fare pervenire nel più breve tempo possibile i calendari personalizzati al committente. Gli attori centrali sono un robot collaborativo e il sensore 3D di ifm.
Una zona industriale nella periferia di Paderborn, nella Vestfalia orientale: è qui che vengono prodotte ogni giorno grandi quantità di calendari. Che si tratti di un centinaio copie per clienti commerciali o di singole copie per privati che creano il proprio calendario personale su portali online: una grande varietà di calendari in diversi formati, da DIN A5 a DIN A3, viene confezionata per la spedizione e raggiunge la stazione Pick & Place di Unchained Robotics.
Qui i dati del pacco vengono rilevati tramite codici a barre per consentirne la tracciabilità tramite Track & Trace, prima che il calendario venga prelevato dal nastro trasportatore da un robot collaborativo e posizionato con accuratezza su un pallet per il trasporto o una cassetta postale, ordinatamente suddivisi per dimensioni.
Sensore 3D e supporto tecnico convincono
Il cuore dellinstallazione robotizzata è il senore 3D O3D di ifm. Il principio di funzionamento dellO3D si basa sul principio della misurazione del tempo di volo, ToF. Per ogni immagine, il sensore 3D rileva l'intervallo di tempo in cui la luce emessa colpisce nuovamente il sensore come riflesso per 23.000 pixel disposti in una matrice. In base a questi dati, lO3D calcola con precisione millimetrica le dimensioni tridimensionali di oggetti e scene.
"Questo è stato un aspetto importante che ci ha fatto optare per il sensore O3D", afferma Mladen Milicevic, uno dei fondatori di Unchained Robotics. "Non sono necessari altri dispositivi e interruzioni del processo in quanto grazie al sensore misuriamo con precisione altezza, forma di base, angoli e spostamento di ogni singolo pacco. I pacchi possono essere posizionati sul nastro trasportatore senza dover considerare una determinata disposizione o un determinato orientamento. Questo riduce laffaticamento dei collaboratori e accelera il processo manuale", afferma Milicevic.
Facile integrazione nel software esistente
"Ciò che ci è piaciuto dellO3D, ma soprattutto di ifm come partner, è stata la possibilità di inserire il sensore in modo rapido e privo di complicazioni nel software da noi stessi sviluppato", continua Milicevic. "E quando poi abbiamo avuto bisogno di qualche chiarimento, il supporto è stato subito disponibile e in grado di aiutarci con competenza". Grazie ai dati, il software di Unchained Robotics è in grado di calcolare con esattezza dove il robot deve posizionare le ventose sul pacco da movimentare.
Ciò garantisce che ogni calendario venga prelevato sempre in equilibrio e con orientamento ottimale.
La precisione evita collisioni
Lalto livello di precisione che raggiunge il sensore 3D è indispensabile per lattività di Pick & Place svolta dal robot. "Soprattutto se i calendari vengono collocati nelle cassette postali, lo spazio è molto limitato. Il robot deve muoversi con grande precisione ed entro limiti di tolleranza minimi, per evitare che il suo braccio o il calendario si scontrino con le pareti metalliche", afferma Milicevic.
Figura 1:Grazie ai dati trasmessi dal sensore, il software calcola i movimenti del braccio del robot per garantire il posizionamento corretto del pacco. Figura 2: Dati esatti e calcoli precisi sono necessari per evitare collisioni quando lo spazio è limitato.
A seconda del formato, il robot posiziona fino a 12 calendari con una disposizione 3x4 per ogni livello nella posizione specifica. Grazie alla precisa collocazione, persino sui pallet aperti sono realizzabili pile alte fino a 70 centimetri. "Il rilevamento affidabile e preciso dell'altezza svolge un ruolo importante anche nella selezione della posizione di posizionamento all'interno della disposizione", spiega Milicevic. "Il robot colloca i pacchi secondo uno specifico algoritmo di altezza che tiene conto delle altezze dei singoli pacchi. I pacchi vengono ordinati in modo che il punto più alto sia sempre quello più lontano dal robot. Inoltre, i calendari impacchettati formano una superficie piatta e virtualmente omogenea quando viene raggiunta l'altezza massima della pila".
Il sensore rileva esattamente la posizione e l'altezza del pacco, grazie a 23.000 pixel.
Telecamera e software sono il cuore della soluzione
Con una frequenza di otto secondi, la soluzione Pick & Place della startup è in grado di gestire anche le complesse fasi del periodo prenatalizio, quando dalla tipografia escono fino a 6.000 calendari al giorno. I pacchi possono raggiungere un peso di otto chili. "Questo rientra nei limiti dei dati tecnici di un braccio robotico collaborativo", spiega Milicevic. "Se si dovessero spostare pesi maggiori o realizzare tempi di ciclo più rapidi, si farebbe ricorso ad un robot industriale più potente. Per noi non sarebbe un problema, in quanto nella nostra soluzione il robot riveste soltanto un ruolo secondario. Il cuore della nostra soluzione universale è costituito dal connubio di telecamera e software. È per questo che la soluzione non si presta soltanto per i calendari, ma è adatta a tutti i processi Pick & Place in cui i prodotti devono essere posizionati su pallet o prelevati dai pallet".
Un altro vantaggio di questa performante combinazione costituita da sensore e software: poiché oltre al braccio esecutivo del robot non occorrono altri componenti di sistema, i costi di implementazione sono ridotti al minimo.
Questa soluzione formata da braccio del robot collaborativo, sensore 3D di ifm e software di Unchained Robotics è in grado di gestire fino a 6.000 pacchi al giorno. A seconda delle esigenze del cliente, è possibile utilizzare altri robot per raggiungere tassi di frequenza più elevati o movimentare carichi più pesanti.
Conclusioni
Nella soluzione Pick & Place di Unchained Robotics il sensore O3D agisce da attore centrale. Grazie al rilevamento tridimensionale preciso, il sensore 3D fornisce in modo affidabile le informazioni necessarie al software, tramite le quali il braccio del robot può essere comandato con precisione. Questo fa sì che persino nei periodi di massima produzione i calendari vengono collocati in modo affidabile nella posizione corretta e, quindi, raggiungano i clienti nei tempi previsti.
