Unchained Robotics – razvrščanje z brezhibno natančnostjo
3D-senzor kot srce rešitve pick & place (poberi in namesti)
Čas božiča je koledarski čas. Ko se bliža konec leta, proizvodnja personaliziranih koledarjev doseže svoj vrhunec. Na posamezno zasnovane koledarje gledamo vse leto kot opomnike na vesele trenutke. S pomočjo rešitve pick & place v tiskarni lahko podjetje Unchained Robotics pomaga čim hitreje dostaviti personalizirane koledarje strankam. Osrednji elementi: sodelovalni robot in 3D-senzor družbe ifm.
Industrijsko območje na obrobju Paderborna v Vzhodni Vestfaliji: tukaj se proizvede velika količina koledarjev. Lahko gre za 100 kopij za poslovne stranke ali posamezne kopije za zasebnike, ki ustvarijo lasten personaliziran koledar na spletnih portalih: veliko raznolikih koledarjev v različnih formatih od DIN A5 do DIN A3 se pakira za odpremo in dovaja do postaje pick & place Unchained Robotics.
Tukaj laserski skener samodejno zazna črtno kodo, ki omogoča sledenje prek sistema track & trace, preden sodelovalni robot pobere koledar s transportnega traku in ga odloži na transportno paleto ali v škatlo za pošiljanje – vse razvrščene po velikosti.
Prepričani s 3D-senzorjem – in tehnično podporo družbe ifm
Srce robotske namestitve je 3D-senzor družbe ifm, senzor O3D. Princip delovanja O3D temelji na načelu time-of-flight. S pomočjo 23.000 slikovnih pik, urejenih v matriko, 3D-senzor zaznava potreben čas oddane svetlobe, da znova doseže senzor kot odboj. Na podlagi teh podatkov senzor O3D natančno izračuna prostorske dimenzije predmetov in scen.
»Ta vidik je igral pomembno vlogo pri naši odločitvi za O3D,« pravi Mladen Milicevic, eden od ustanoviteljev Unchained Robotics. »Nobena druga oprema ali ustavitve procesov niso potrebni, saj senzor natančno zaznava višino, osnovno obliko, kot in zamik vsakega paketa. To pomeni, da je mogoče pakete odložiti na transportni trak brez upoštevanja določene razvrstitve ali usmeritve. S tem se zmanjša obremenitev zaposlenih in pospeši ročni postopek,« razlaga Milicevic.
Preprosta vključitev v obstoječo programsko opremo
»Za O3D in družbo ifm smo se odločili zlasti zaradi preproste vključitve v našo interno razvito programsko opremo,« nadaljuje Milicevic. »V primeru vprašanj nam je podpora družbe ifm hitro in strokovno pomagala.«
Na podlagi podatkov lahko programska oprema podjetja Unchained Robotics natančno izračuna, kam mora robot nastaviti priseske na paket, s katerim rokuje. S tem se koledar vedno pobere uravnoteženo in z optimalno usmeritvijo.
Natančnost preprečuje trke
Visoka natančnost, ki jo dobimo s 3D-senzorjem, je nepogrešljiva za nalogo pick & place, ki jo izvaja robot. »Zlasti če se koledarji vstavljajo v škatle za pošiljanje, je prostor omejen. Robot se mora premikati z izjemno natančnostjo in znotraj majhnih tolerančnih vrednosti, da se prepreči, da bi njegova roka ali koledar trčila ob kovinske stene.
Slika 1:Na podlagi podatkov, ki jih prenese senzor, programska oprema izračuna premike robotske roke, da zagotovi natančno nastavljanje položaja paketa na odložišče. Slika 2: Natančni podatki in točni izračuni so potrebni za preprečevanje trkov, kjer je prostor omejen.
Glede na format robot postavi do 12 koledarjev v vzorcu 3 x 4 na odložišče. Zaradi natančnega nastavljanja položaja je mogoča višina skladanja do 70 centimetrov tudi na odprtih paletah. »Zanesljivo in natančno zaznavanje višine tudi igra pomembno vlogo, kadar govorimo o izbiri odložišča znotraj vzorca,« pojasnjuje Milicevic. »Robot odlaga pakete skladno s posebnim višinskim algoritmom, pri tem pa upošteva posamezne višine paketov. Paketi se razvrstijo tako, da je najvišja točka vedno najdlje od robota. Poleg tega pakirani koledarji tvorijo navidezno homogeno, plosko površino, ko je dosežena največja višina skladanja.«
Senzor natančno zazna položaj in višino paketa – s pomočjo 23.000 slikovnih pik.
Kamera in programska oprema sta jedro rešitve
S stopnjo hitrosti osem sekund rešitev pick & place start-up podjetja tudi obvladuje visoke zahteve v času pred božičem, ko tiskarno zapusti do 6.000 koledarjev dnevno. Paketi lahko tehtajo do osem kilogramov. »To je znotraj omejitev tehničnih podatkov sodelovalne robotske roke,« pojasni Milicevic. »Če je treba premikati večja bremena ali so potrebne večje stopnje hitrosti, bi uporabili zmogljivejšega industrijskega robota. To ne bi pomenilo večje težave, saj robot igra manjšo vlogo pri naši rešitvi. Jedro naše univerzalne rešitve je kombinacija kamere in programske opreme, zaradi katere rešitev ni primerna samo za koledarje: primerna je tudi za vse procese pick & place, pri katerih se izdelki odložijo na palete ali poberejo z njih.«
Dodatna prednost te zmogljive kombinacije senzorja in programske opreme: Ker poleg robotske roke niso potrebne nobene druge komponente sistema, so stroški vključevanja minimalni.
S to rešitvijo je mogoče pripraviti do 6.000 paketov dnevno, sestavljajo pa jo sodelovalna robotska roka, 3D-senzor družbe ifm in programska oprema podjetja Unchained Robotics. Odvisno od zahtev stranke je mogoče uporabiti druge robote, da se doseže večja stopnja hitrosti ali premikajo težji tovori.
Zaključek
O3D je osrednji element rešitve pick & place podjetja Unchained Robotics. Zaradi natančnega zaznavanja v treh dimenzijah paketov 3D senzor prenaša zanesljive podatke v programsko opremo, s čimer pomaga natančno nadzorovati robotsko roko. Tudi med največjo obremenitvijo tiskarne se koledarji zanesljivo odložijo na pravilno odložišče – in pravočasno dosežejo stranke.
