Systemy zrobotyzowane z wizją

Suma wszystkich elementów tworzy obraz idealny. W tym konkretnym przypadku nie chodzi jednak o puzzle układane dla zabawy, lecz o profesjonalną współpracę nowego, opatentowanego systemu chwytającego firmy fpt Robotik z kamerą 3D Visionary-T firmy SICK.

Przedsiębiorstwo fpt Robotik odnosi sukcesy w branży automatyki, a jego Subito Connect A to całkiem nowa cela robota do zadań typu pick-and-place, która eliminuje lukę w zrobotyzowanym odbiorze produktów giętkich i niemających stabilnego kształtu, a w szczególności produktów zapakowanych w worki. Zaawansowana technika chwytania pozwala w bezpieczny sposób separować produkty, których nie można zapakować próżniowo i których dotychczas nie można było objąć automatyzacją. Aby niezawodnie określać pozycję tych produktów, potrzebny jest odpowiedni „widzący” system. Właśnie do tego producent robotów wykorzystuje rozwiązanie Visionary-T AG. Po niecałym roku prac rozwojowych i intensywnym wsparciu ze strony firmy SICK przy implementacji kamery w celi wyniki widać jak na dłoni.

Automatyczny odbiór worków z najróżniejszą zawartością i o najróżniejszych kształtach od zawsze stanowi szczególne wyzwanie. Rozwiązanie firmy fpt Robotik do niezawodnego wykrywania, chwytania i odkładania opakowań workowych to cela Subito Connect A, wyposażona w inteligentną kamerę 3D Visionary-T AG firmy SICK. Cela robota, którą zaprezentowano publiczności przy okazji targów Automatica 2018 w Monachium, jest kompaktowa, elastyczna i przenośna. Można ją też zainstalować bez większego wysiłku na stanowisku pracy ręcznej, logistyki lub odbioru. Dlatego nie jest zaskoczeniem, że rozwiązanie spotkało się na rynku z bardzo pozytywnym odzewem, a renomowane przedsiębiorstwa, w tym pewien duży niemiecki producent gier, wyrażają już swoje zainteresowanie.

Podczas poszukiwania kompetentnego partnera w celu stworzenia techniki chwytania wykorzystującej kamerę wybór bardzo szybko padł na firmę SICK i jej systemy Robot Vision. Przedsiębiorstwo to w ramach swojej koncepcji „Sensor Intelligence.” wprowadziło na rynek różne warianty bardzo konkurencyjnej kamery Visionary-T. Urządzenie jest porównywalne z rozwiązaniami migawkowymi 3D konkurencji, lecz znacznie atrakcyjniejsze cenowo. O wyborze zdecydował więc również bardzo dobry stosunek wydajności do ceny.

Cela Subito Connect A firmy fpt Robotik do zastosowań typu pick-and-place

Pewny chwyt dzięki obrazowi 3D

Diabeł często tkwi w szczegółach, zwłaszcza przy pobieraniu i odkładaniu obiektów giętkich i niemożliwych do zapakowania próżniowo – w tym konkretnym przypadku przy chwytaniu i odkładaniu zapakowanych puzzli. Aby zrealizować tak złożone i skomplikowane rozwiązanie, trzeba wykonać wiele drobnych kroków. Kroki te stanowią niejako elementy układanki, które trzeba połączyć, aby uzyskać pełen obraz – obraz udanej współpracy. Firmy fpt Robotik i SICK osiągnęły to dzięki swoim kompetencjom i wiedzy specjalistycznej prawdziwy kamień milowy. Kamerę Visionary-T AG udało się zaimplementować w celi Subito Connect A dzięki opanowaniu i umiejętnościom, wytrwałości i niezwykłemu profesjonalizmowi wszystkich uczestników projektu z obu przedsiębiorstw. Po niecałym roku intensywnych wspólnych prac zaangażowani w projekt pracownicy uzyskali odpowiedni poziom niezawodności opisanego połączenia systemu chwytającego i kamery, aby rozwiązanie mogło być produkowane seryjnie.

Określone pozycje obiektów są przekształcane przez kamerę Visionary-T na współrzędne 3D i z prędkością nawet 50 obrazów na sekundę przesyłane do sterownika maszyny

Współdziałanie w celi

W samej celi sukces aplikacji polega przede wszystkim na udanym zgraniu poszczególnych elementów. Dane 3D zarejestrowane przez kamerę są natychmiast przetwarzane i przeliczane jeszcze w miejscu ich rejestracji. W tym celu kamera Visionary-T została wyposażona w bardzo wydajny sprzęt i najróżniejsze specjalne filtry do przetwarzania obrazu, za pomocą których urządzenie niezawodnie wykrywa pozycję ciemnych, przezroczystych lub odbijających światło obiektów. Określone w ten sposób dokładne pozycje obiektów są przekształcane przez kamerę na zwykłe współrzędne 3D i z prędkością nawet 50 obrazów na sekundę niezwłocznie przesyłane do sterownika maszyny. Dane są przy tym przygotowywane tak, aby kamerę można było podłączyć bezpośrednio do sterownika PLC. Dzięki temu opatentowany system chwytający może pokazać całą gamę swoich możliwości. W ten sposób po udanej implementacji gwarantowana separacja produktów funkcjonuje znakomicie.

Implementacja inteligencji

Andreas Frick, kierownik projektu i twórca strategii w firmie fpt Robotik, podchodzi do swojego obszaru działalności w następujący sposób:
„Roboty mają olbrzymie możliwości. Zastosowanie robotów w automatycznym pobieraniu i odkładaniu części giętkich było jednak dotychczas wykluczone, a wykrywanie worków udawało się tylko w określonych warunkach. Idealna harmonia pracy systemu chwytającego i kamery sprawia, że to dawniej zdecydowanie niemożliwe zastosowanie robotów stało się samodzielnym rozwiązaniem”.
Słowa te dobrze opisują, że dla udanej aplikacji, np. szybkiego chwytania i odkładania obiektów w celi robota takiej jak Subito Connect, potrzebna jest olbrzymia liczba małych puzzli. Tylko w ten sposób można osiągnąć dobry wynik. Dzięki dostarczonej technice wizyjnej pracownicy firmy SICK w dużej mierze przyczynili się do zapewnienia inteligencji systemu. Sukces odzwierciedla jednak przede wszystkim wspólne perspektywiczne myślenie i pracę z kolegami z firmy fpt Robotik. To baza, która w niedalekiej przyszłości z pewnością pozwoli wspólnie stworzyć kolejne innowacyjne i udane rozwiązania.


Źródło: SICK