Un casting digne des oscars : Robots KUKA avec système de caméras

Au Danemark, chez Danfoss, un fabricant de systèmes hydrauliques mobiles et de composants électroniques et électriques, KUKA, QRS et Roboception créent l’évènement. Plusieurs systèmes de robots dotés de capteurs 3D détectent et déplacent plus de 100 différentes pièces de façon fiable et précise.

L’œil artificiel ne se trompe jamais

La performance des caméras, dotées d’un œil artificiel, des nouvelles cellules robotisées chez Danfoss en font des candidates pour le prix « Tour de force de la perception en 3D ». En effet, le système identifie plus de 100 pièces différentes lors de la fabrication. Il fait en sorte que les robots KUKA se trouvant dans les cellules du fabricant danois de systèmes hydrauliques mobiles soient efficients et chargent et déchargent les machines de façon entièrement automatique pendant le processus de production. Avec leur nouvel investissement en automatisation, les scandinaves reflètent exactement l’esprit du temps. En effet, les Européens du nord occupent déjà la 6e place au niveau international en ce qui concerne la densité de robots dans les entreprises de production. Il n’est pas étonnant que KUKA ait apporté son soutien et son savoir-faire lors de la réalisation du projet. En définitive, le spécialiste de l’automatisation fournit la plupart des robots au Danemark.

Un tour de force de la perception en 3D : KUKA, Roboception et QRS automatisent la ligne de production chez Danfoss.

Identification d’objets de plus de 100 pièces

Dans la nouvelle ligne de production de Danfoss, un total de six robots KUKA se charge d’opérations jusqu’alors effectuées manuellement. Ils déplacent des pièces pesant respectivement entre 5 et 20 kilogrammes. L’automatisation de ce processus permet de réduire le travail corporel fatiguant de l’équipe. Ainsi, les collaboratrices et les collaborateurs peuvent se charger de plus de tâches valorisantes. Les cellules robotisées peuvent ainsi déplacer jusqu’à 100 pièces différentes sans intervention manuelle.

Des robots KUKA déplacent plus de 100 pièces chez Danfoss, fabricant de systèmes hydrauliques mobiles au Danemark.

« C’était le grand défi de ce projet », explique Olav K. Sjørslev, directeur des ventes chez l’intégrateur partenaire QRS. « La condition chez Danfoss pour les cellules robotisées était une arrivée entièrement automatisée des pièces. Une tâche ne pouvant être réalisée qu’avec un système de caméras du fait du grand nombre de variations. »L’alternative de livrer les pièces brutes de façon méticuleuse dans le bon ordre et la bonne orientation n’était tout simplement pas rentable. Au lieu de cela, les objets sont amenés dans des boîtes roulantes standard à la première station robotisée. S’ils sont triés par catégorie, ils sont cependant plus ou moins empilés de façon aléatoire les uns sur les autres, les couches étant séparées par des feuilles en papier.

Combinaison idéale de caméra, capteur stéréo 3D rc_visard et robots KUKA

« Jusqu’à cette époque, nos expériences avec les systèmes de caméras n’étaient pas particulièrement bonnes », se souvient M. Sjørslev. « Au cours des dix dernières années, nous avons examiné différents systèmes à la loupe, mais aucune solution de vision en 3D ne nous avait semblé bonne. » Ce qui fonctionnait lors d’un salon ou dans la salle de démonstration d’un fabricant n’était souvent pas viable dans des conditions réelles, souligne le directeur des ventes. Pour l’identification des objets, tâche exigeante, les 15 années de partenariat de QRS avec KUKA ont été bénéfiques : En ce qui concerne les systèmes de caméras et l’identification d’objets, KUKA accorde son crédit à son partenaire Roboception de Munich.

Vision industrielle : Roboception met à disposition un capteur stéréo 3D fiable et développe également des logiciels modulaires.

Avec le rc_visard, Roboception ne propose pas seulement un capteur stéréo 3D, la société développe également des composants logiciels modulaires appropriés de façon idéale pour les applications telles que celles de l’entreprise danoise Danfoss. « Avec notre logiciel SilhouetteMatch, le rc_visard identifie les pièces à l’aide d’un modèle généré à partir de données CAO ou de données directement créées avec le capteur », explique Dr. Michael Suppa, directeur de la société Roboception. À l’aide d’une interface Web standardisée et d’une interface utilisateur graphique, l’interaction avec des robots KUKA est très rapide et très simple à réaliser.

Une équipe de première : QRS, Roboception et KUKA fournissent à Danfoss, au Danemark, la solution idéale pour l’identification des objets en 3D.

Vision industrielle : de l’objet jusqu’aux points de saisie appropriés

Dans le cas de Danfoss, cela signifie : Le rc_visard identifie de façon fiable la position et l’orientation des pièces plates non triées sur la surface plane en papier et fournit immédiatement les points de saisie au robot. « Une solution en 2D a vite été éliminée de ce projet », explique M. Suppa. « Les intercalaires en papier ne sont pas toujours entièrement planes ou peuvent être huileux à cause des pièces. » Lors de tests avec d’autres systèmes, la caméra avait en partie confondu des empreintes avec des pièces. Par contre, le logiciel Roboception reconnaît exactement les pièces livrées à la cellule robotisée et transmet les points de saisie appropriés pour un KR CYBERTECH de KUKA. Celui-ci prélève la pièce et l’amène tout d’abord à un laser de marquage. Ensuite, les pièces sont amenées par un convoyeur dans une autre cellule où un KR QUANTEC charge et décharge la ponceuse automatiquement. Dans les cellules suivantes, les KR CYBERTECH amènent les objets usinés dans une « installation de lavage », les trient dans des conteneurs ou chargent une autre ponceuse, plus petite.

Échange de savoir-faire entre les participants

Pour les participants, le déroulement du projet équivalait à se jeter à l’eau. « L’implémentation de l’identification des objets était une nouvelle expérience pour nous. Si nous tentons quelque chose comme cela, nous cherchons un partenaire dont nous pouvons être absolument sûrs et dont nous sommes persuadés qu’il nous assistera à long terme », souligne Olav Sjørslev de QRS. Nous ne pouvons faire que des rapports positifs au sujet de la collaboration avec Roboception et KUKA. « Pour le projet, tous les participants étaient prêts à fournir des prestations avancées en ce qui concerne le transfert de savoir-faire et le temps consacré à celui-ci. » L’effort en a valu la peine à de nombreux égards. Ainsi, non seulement le client est satisfait, mais l’intégration du système de caméras de Roboception a entraîné de nouvelles commandes chez QRS.

Le logiciel Roboception transmet les points de saisie appropriés à ce KR CYBERTECH.

Solutions d’avenir pour le client et pour l’intégrateur

« Cette commande nous a permis de tirer de nombreuses conclusions qui nous seront d’une grande aide lors de la réalisation d’autres projets », déclare M. Sjørslev. « Quelle est l’influence de la lumière, quelles sont les perturbations sur la lentille, jusqu’à quelle distance les pièces peuvent-elles encore être identifiées ? Nous avons à présent des réponses concrètes à ces questions. » Pour Danfoss, la solution de KUKA, Roboception et QRS est également réjouissante. Grâce à l’automatisation, l’expert en hydraulique accélère et stabilise ses processus de production tout en garantissant plus de sécurité au travail pour ses collaboratrices et collaborateurs.

Solution de vision en 3D variable chez Danfoss : elle peut être adaptée à d’autres tâches de façon flexible.

Un point important s’y ajoute : « Notre matériel peut gérer les tâches les plus diverses grâce à l’intégration de modules logiciels différents », explique Dr. Michael Suppa de Roboception. « Danfoss dispose donc à présent d’une solution de vision en 3D variable pouvant être adaptée sans problèmes à d’autres tâches en cas de besoin. »

Malgré le défi important posé par la détection automatique de plus de 100 pièces, nous avons été en mesure de résoudre le problème de cette tâche de façon très satisfaisante et de proposer la solution parfaite à notre client.

Olav K. Sjørslev, directeur des ventes chez l’intégrateur partenaire QRS