Para godna Oscara: Roboty KUKA z systemem kamer

W firmie Danfoss w Danii, będącej producentem hydrauliki mobilnej oraz komponentów elektronicznych i elektrycznych, role pierwszoplanowe odgrywają KUKA, QRS i Roboception. Kilka systemów robotów z czujnikami 3D niezawodnie rozpoznaje i precyzyjnie porusza ponad 100 różnymi podzespołami.

Sztuczne oko nigdy się nie myli

Kamery nowych modułów robotów ze „sztucznymi oczami” w firmie Danfoss niewątpliwie zasługują na miano „mistrzów percepcji 3D”. Dlatego też system rozpoznaje ponad 100 różnych podzespołów w trakcie produkcji. Sprawia on, że roboty KUKA w modułach duńskiego producenta hydrauliki mobilnej efektywnie i całkowicie automatycznie przeprowadzają załadunek i rozładunek maszyn w procesie produkcyjnym. Skandynawowie ze swoimi inwestycjami z zakresu automatyzacji idą z duchem czasu. Europejczycy z Północy zajmują 6 miejsce w międzynarodowym rankingu, który dotyczy ilości robotów w przemyśle produkcyjnym. To, że KUKA podczas realizacji projektu ma silne wsparcie i dostęp do know-how, wcale nie dziwi. W końcu ekspert od automatyzacji dostarcza do Danii najwięcej robotów.

Mistrzowska percepcja 3D: KUKA, Roboception i QRS dokonują automatyzacji linii produkcyjnej w firmie Danfoss.

Rozpoznawanie ponad 100 podzespołów

Na nowej linii produkcyjnej w Danfoss łącznie sześć robotów KUKA wykonuje czynności robocze, które do tej pory były wykonywane ręcznie. Przenoszą podzespoły, które ważą od 5 do 20 kg. Automatyzacja tego procesu ogranicza ilość ciężkiej pracy fizycznej wykonywanej przez zespół, dzięki czemu pracownice i pracownicy mogą zająć się bardziej twórczymi czynnościami. W ten sposób moduły robotów mogą przenosić maksymalnie 100 różnych podzespołów bez ręcznej ingerencji.

W firmie Danfoss z Danii, będącej producentem hydrauliki mobilnej, roboty KUKA przenoszą ponad 100 podzespołów.

„Właśnie to było największym wyzwaniem w tym projekcie” – wyjaśnia Olav K. Sjørslev, kierownik ds. sprzedaży u partnera integracyjnego QRS. „Warunkiem, jaki moduły robotów musiały spełnić w firmie Danfoss, było w pełni automatyczne doprowadzanie podzespołów. Zadanie, które w przypadku wielu wariacji można rozwiązać tylko przy pomocy systemu kamer.” Alternatywa, polegająca na dostarczaniu idealnie ułożonych i ustawionych elementów obrabianych, byłaby niezbyt ekonomiczna. Zamiast tego obiekty w standardowych kartonach trafiają do pierwszej stacji robota, co prawda są posortowane do skrzyń, ale też mniej lub bardziej losowo ułożone jeden na drugim i rozdzielone arkuszami papieru.

Idealna współpraca kamery, czujnika stereo 3D rc_visard i robotów KUKA

„Nasze doświadczenia z systemami kamer były dotychczas niezbyt dobre” – wspomina Sjørslev. „W ciągu ostatnich 10 lat przyglądaliśmy się bliżej różnym systemom, ale nie znaleźliśmy żadnego dobrego rozwiązania typu Vision 3D.” To, co działało na targach lub na prezentacjach producenta, w rzeczywistych warunkach często się nie sprawdzało – podkreśla kierownik ds. sprzedaży. Aby spełnić wymagania dotyczące rozpoznawania obiektów, firma QRS od ponad 15 lat ściśle współpracuje z KUKA: Jeśli chodzi o systemy kamer i rozpoznawanie obiektów KUKA stawia na partnera Roboception z Monachium.

Widzenie maszynowe: Roboception oferuje niezawodny czujnik stereo 3D i rozwija modułowe oprogramowanie.

Roboception dzięki rc_visard oferuje nie tylko niezawodny czujnik stereo 3D, lecz również rozwija modułowe komponenty oprogramowania, które optymalnie nadają się dla takich firm, jak duńskie Danfoss. „Nasze oprogramowanie SilhouetteMatch pozwala rc_visard rozpoznawać podzespoły na podstawie szablonu, który zostaje utworzony w oparciu o dane CAD lub dane, które zostały utworzone bezpośrednio przez czujnik” – wyjaśnia dr Michael Suppa, prezes Roboception. Za pomocą standardowego interfejsu sieciowego i graficznego interfejsu użytkownika można bardzo szybko i łatwo dokonać konfiguracji z robotami KUKA.

Silny zespół: QRS, Roboception i KUKA dostarczają firmie Danfoss z Danii idealne rozwiązanie do rozpoznawania obiektów 3D.

Widzenie maszynowe: Od obiektu do odpowiednich punktów chwytania

W przypadku Danfoss oznacza to, że: rc_visard niezawodnie rozpoznaje pozycję i orientację płaskich, nieuporządkowanych obiektów na równej powierzchni papieru i przekazuje robotowi punkty chwytania. „Rozwiązanie 2D szybko zostało wykluczone z tego projektu” – wyjaśnia Suppa. „Papierowe przekładki nie zawsze są idealnie proste lub pokryte olejem – w zależności od podzespołów.” Podczas testów z innymi systemami kamera błędnie interpretowała zagięcia jako przedmioty obrabiane. Oprogramowanie Roboception dokładnie rozpoznaje, jakie podzespoły są doprowadzane do modułu robota i przekazuje odpowiednie punkty chwytania do KR CYBERTECH marki KUKA. Odbiera on przedmiot obrabiany i przekazuje do następnego czytnika znaków kreskowych. Następnie podzespoły trafiają przez taśmę produkcyjną do kolejnego modułu, gdzie następuje automatyczny załadunek i rozładunek szlifierki przez robota KR QUANTEC. W kolejnych modułach roboty KR CYBERTECH prowadzą obrobione obiekty do „instalacji myjącej”, sortują je do zbiorników i załadowują kolejną, małą szlifierkę.

Wymiana know-how wśród partnerów

Przebieg projektu dla partnerów był skokiem na głęboką wodę. „Wdrożenie systemu rozpoznawania obiektów było dla nas zupełnie nowym doświadczeniem. Jeśli się na coś takiego porywamy, poszukujemy partnerów, których jesteśmy absolutnie pewni i od których możemy uzyskać długoterminowe wsparcie” – podkreśla Olav Sjørslev z firmy QRS. O współpracy z Roboception i KUKA może on mówić tylko pozytywnie. „Dla tego projektu wszyscy partnerzy byli gotowi dać z siebie wszystko, jeśli chodzi o transfer know-how i poświęcony czas.” Ten wysiłek się opłacił. Nie tylko zleceniodawca jest zadowolony – pomyślna integracja systemu kamer Roboception zapewni przyszłe zlecenia również firmie QRS.

Oprogramowanie Roboception przekazuje odpowiednie punkty chwytania do robota KR CYBERTECH.

Przyszłościowe rozwiązania dla klienta i integratora

„Wyciągnęliśmy wiele wniosków z tego zlecenia, które pomogą nam w realizacji innych projektów” – mówi Sjørslev. „Jaki wpływ ma światło? Jakie uszkodzenia soczewki mogą się pojawić? Z jakiej odległości można nadal rozpoznawać części? Na te pytania uzyskaliśmy konkretne odpowiedzi.” Również firma Danfoss cieszy się z rozwiązania, stworzonego przez KUKA, Roboception i QRS. Ekspert z zakresu hydrauliki dzięki automatyzacji może przyspieszyć i ustabilizować nie tylko swoje procesy produkcyjne, lecz również zapewnić większe bezpieczeństwo pracy dla swoich pracownic i pracowników.

Zmienne rozwiązanie Vision 3D w firmie Danfoss: Możliwość elastycznego dopasowania do innych zadań.

Do tego dochodzi jeszcze jeden ważny punkt: „Nasz sprzęt po dodaniu innych modułów oprogramowania może wykonywać także inne zadania” – mówi dr Michael Suppa z Roboception. „Danfoss posiada teraz zmienne rozwiązanie Vision 3D, które w razie potrzeby można bez problemu dopasować do innych zadań.”

Pomimo dużego wyzwania, jakim było automatyczne rozpoznawanie ponad 100 podzespołów, udało nam się wykonać to zadanie w zadowalający sposób i zaoferować naszemu klientowi perfekcyjne rozwiązanie.

Olav K. Sjørslev, kierownik ds. sprzedaży u partnera integracyjnego QRS