Jak roboty i inteligentne czujniki 3D wpływają na wzrost automatyzacji fabryk

Znaczenie pick-and-place

Chociaż roboty są w stanie wykonywać skomplikowane zadania, takie jak sterowanie wizualne lub skanowanie oparte na ruchu, z naszego doświadczenia wynika, że większość dzisiejszych aplikacji automatyzacji robotów to aplikacje typu pick-and-place, które wymagają od systemu robotycznego zlokalizowania i przeniesienia części z jednego miejsca na drugie. Części te mogą być pozycjonowane systematycznie albo losowo na ruchomych przenośnikach, w pojemnikach lub na paletach.

Systemy takie obejmują zwykle ramię robotyczne wyposażone w podciśnieniowy lub pneumatyczny uchwyt, który umożliwia robotowi kontakt z częścią o różnych powierzchniach i jej efektywny transport do miejsca docelowego, przy jednoczesnym unikaniu kolizji. Niektóre specyficzne zastosowania wymagają mechanicznych chwytaków, które mają "palce" do pobierania, manipulowania i umieszczania części.

Czyniąc roboty inteligentnymi

Roboty nie są wystarczająco "inteligentne", aby samodzielnie wykonywać aplikacje typu pick-and-place, ponieważ same ramiona robotyczne nie potrafią "widzieć" ani "myśleć". W rezultacie roboty wymagają zastosowania wizji maszynowej do wizualizacji otoczenia i przetwarzania informacji w celu podejmowania decyzji dotyczących kontroli i wykonywania precyzyjnych ruchów mechanicznych. Aby zapewnić te krytyczne funkcje, producenci integrują inteligentne czujniki 3D z robotami, tworząc kompletne rozwiązanie w aplikacjach automatyzacji.

Dlaczego czujnik 3D

Systemy 2D mogą lokalizować części tylko na płaskiej powierzchni względem robota. Systemy robotyczne wyposażone w wizję 3D potrafią zaś nie tylko lokalizować części, ale również identyfikować części losowo ustawione w trzech wymiarach (X-Y-Z) i dokładnie określać ich orientację w przestrzeni. Jest to kluczowa umiejętność dla efektywnego zrobotyzowanego zadania typu pick-and-place – 3D dostarcza zarówno informacji o pozycji, jak i orientacji.

Przykłady zastosowań – integracja czujnika Gocator z robotem UR

Czujnik 3D Gocator może być zamontowany bezpośrednio na robocie UR i lokalizowany przez sieć Ethernet za pomocą Gocator URCap oraz standardowej komunikacji przez protokół ASCII. Powstały w ten sposób robotyczny system wizyjny 3D jest prosty i niezwykle wydajny – składa się tylko z czujnika Gocator, standardowego zestawu narzędzi czujnika i robota UR. Nie jest wymagane żadne dodatkowe oprogramowanie ani komputer.

Przykładowe zastosowania aplikacyjne takiego systemu obejmują:

• pick-and-place przychodzących surowców lub podzespołów poruszających się na systemie transportowym (np. przenośnik, palety) – Gocator skanuje wówczas docelową część/zespół, podaje jej pozycję we współrzędnych globalnych i umieszcza ją losowo lub bezpośrednio na przenośniku/palecie;
• losowe umieszczanie i pobieranie z przenośnika (np. losowe wybieranie pojemników) – Gocator skanuje część, gdy przemieszcza się ona na przenośniku i steruje robotem, aby podniósł ją i umieścił w odpowiednim pojemniku;
• umieszczanie gotowych produktów/zespołów w uporządkowanych pojemnikach według wysokości części (np. 1, 2, 3, 4 stosy wysokości) – czujnik Gocator wykorzystuje informacje 3D, aby umieścić części w odpowiednim pojemniku i ustawić je we właściwej pozycji za pomocą algorytmu dopasowania części, zaimplementowanego w oprogramowaniu czujnika Gocatora.

Gocator jest w stanie wykonać wszystkie trzy z wyżej wymienionych operacji typu pick-and-place, używając tylko trzech z ponad 140 wbudowanych narzędzi pomiarowych. Konkretne narzędzia używane w tej aplikacji to "Bounding Box", "Height" oraz "Part Matching". Parametry czujnika Gocator sprawiają, że inżynier może łatwo skonfigurować, uruchomić i uzyskać wymagane wyniki ze swojego systemu. Należy również pamiętać, że każdy czujnik Gocator jest fabrycznie skalibrowany, co oznacza, że nie musimy samodzielnie przeliczać pikseli na jednostki pomiarowe. Jednostki te są już wbudowane w czujnik, co pozwala na skanowanie i pomiary natychmiast po uruchomieniu systemu.

ITA
www.ita-polska.com.pl