Oscar ödülüne layık kadro: Kamera sistemli KUKA robotları

Mobil hidrolik ve elektronik / elektrikli bileşenler üreticisi olan Danimarkalı Danfoss şirketinde KUKA, QRS ve Roboception sayesinde hareketli anlar yaşanmaktadır. 3D sensörüne sahip birden fazla robot sistemi, 100’ün üzerinde farklı parçayı güvenli ve titiz bir şekilde algılamakta ve hareket ettirmektedir.

Yapay göz asla yanılmaz

Danfoss şirketinde kullanılan yapay gözlere sahip yeni robot hücrelerinin kamera performansı kesinlikle “3D algılamada başyapıt” ödülüne aday olacak güçtedir. Çünkü sistem, üretimde 100’ün üstünde farklı parçayı algılayabilmektedir. Sistem, Danimarka merkezli mobil hidrolik üreticisinin hücrelerinde bulunan KUKA robotlarının, üretim sürecinde makineleri verimli ve tam otomatik şekilde yüklemesini ve boşaltmasını sağlamaktadır. İskandinavlar yeni otomasyon yatırımlarıyla çağa tam anlamıyla ayak uydurmaktadır. Çünkü üretim endüstrisinde robot kullanım yoğunluğu konulu dünya çapında yapılan bir karşılaştırmaya göre Kuzey Avrupalılar zaten 6. sırada yer almaktadır. KUKA’nın projenin uygulama aşamasında bilgi birikimiyle aktif olarak destek sağlamış olması elbette şaşırtıcı değildir. Sonuçta Danimarka’daki robotların çoğu otomasyon uzmanı tarafından temin edilmektedir.

3D algılamada başyapıt: Danfoss’da otomatikleştirilmiş üretim hattında KUKA, Roboception ve QRS.

100’ün üzerinde parçada obje algılaması

Danfoss’un yeni üretim hattında, şimdiye kadar manuel olarak gerçekleştirilen çalışma adımlarını toplam altı KUKA robotu devralmıştır. Bu robotlar, 5 ila 20 kilo arası ağırlığa sahip parçaları hareket ettirmektedir. Bu sürecin otomasyona dahil edilmesi, ekibin ağır fiziksel iş yükünü azaltmaktadır ve böylelikle çalışanlar daha fazla değer katan görevler üstlenebilmektedir. Robot hücreleri bu şekilde manuel müdahaleye gerek kalmadan 100’ün üstünde farklı parçayı hareket ettirebilmektedir.

Danimarkalı mobil hidrolik üreticisi Danfoss şirketinde KUKA robotları 100’ün üzerinde parçayı hareket ettirmektedir.

“Bu projenin zorlayıcı yanı işte buydu,” diye açıklıyor, entegrasyon ortağı QRS’de satış müdürü olan Olav K. Sjørslev. “Danfoss’un robot hücreleri için şartı, parçaların tamamen otomatik bir şekilde aktarılmasıydı. Ve bu, çok sayıdaki parça varyantı göz önünde bulundurulduğunda, sadece bir kamera sistemiyle çözülebilecek bir görevdi.” Ham parçaların titizlikle düzenlenmiş ve hizalanmış şekilde aktarılmasını içeren alternatif yöntem, kesinlikle ekonomik değildi. Bunun yerine objeler, her kutu türüne göre ayrılmış, ancak az ya da çok rastgele üst üste istiflenmiş ve katmanları kağıtlarla ayrılmış halde, standart rulo kutuları içinde ilk robot istasyonuna ulaşmaktadır.

Kamera, 3D stereo sensör rc_visard ve KUKA robotlarının ideal işbirliği

“O güne kadar kamera sistemleriyle olan tecrübemiz pek de olumlu değildi,” diye hatırlıyor Sjørslev. “Son on yıl boyunca çeşitli sistemleri inceledik fakat tek bir 3D vizyon çözümünü bile iyi bulmadık.” Satış müdürü, bir fuarda veya üreticinin gösterim salonunda sorunsuz çalışan sistemlerin, gerçek koşullar altında çoğunlukla işe yaramadığını vurguluyor. QRS, zorlayıcı obje algılama görevi için KUKA ile 15 yılı aşkın süredir devam eden yakın ortaklığını devreye sokmuştur: KUKA, kamera sistemleri ve obje algılama konusunda ortağı Münih merkezli Roboception şirketine güvenmektedir.

Makine görüşü: Roboception güvenilir bir 3D stereo sensörü sunmakta ve aynı zamanda modüler yazılımlar geliştirmektedir.

Roboception, rc_visard çözümüyle sadece güvenilir bir 3D stereo sensörü sunmakla kalmamakta, aynı zamanda Danimarkalı Danfoss gibi şirketlerin uygulamaları için ideal olan modüler yazılım bileşenleri de geliştirmektedir. “SilhouetteMatch yazılımımız sayesinde rc_visard parçaları ya CAD verilerinden ya da doğrudan sensör tarafından üretilen verilerden oluşan bir şablon yoluyla tanımlar,” diye açıklıyor Roboception’un genel müdürü Dr. Michael Suppa. Standartlaştırılmış bir web arayüzü ve grafik kullanıcı yüzeyi sayesinde KUKA robotlarıyla etkileşim son derece hızlı ve kolaydır.

Güçlü ekip: QRS, Roboception ve KUKA, 3D obje algılaması konusunda Danimarkalı Danfoss şirketine ideal çözümü sunmuştur.

Makine görüşü: Objeden uygun kavrama noktalarına kadar

Danfoss durumunda bu şu anlama gelmektedir: rc_visard, düz kağıt yüzeydeki düz ve düzensiz objelerin pozisyon ve yönlerini güvenilir bir şekilde algılamakta ve aynı anda robota da kavrama noktalarını bildirmektedir. “Bu projede bir 2D çözümünün mümkün olmayacağı kısa sürede belli oldu.” diye açıklıyor Suppa. “Kağıt ara katmanları her zaman düz olmuyor veya parçalardan kaynaklı olarak yağlı da olabiliyor.” Diğer sistemlerle yapılan denemelerde, kamera bazen baskıları yanlış bir şekilde parça olarak algılamıştır. Roboception yazılımı ise hangi parçaların robot hücresine teslim edildiğini titizlikle tanımlamakta ve KUKA’nın KR CYBERTECH robotu için uygun kavrama noktalarını aktarmaktadır. Robot, parçayı devralmakta ve öncelikle bir işaretleme lazerine doğru taşımaktadır. Ardından parçalar bir konveyör üzerinden başka bir hücreye aktarılmakta ve burada bir KR QUANTEC tarafından taşlama makinesine yüklenilmekte veya boşaltılmaktadır. Sonraki hücrelerde KR CYBERTECH robotları işleme alınan objeleri bir “yıkama sistemine” yönlendirmekte, kaplara göre ayırmakta veya başka bir küçük taşlama makinesine yüklemektedir.

Katılımcılar arasında bilgi birikimi alışverişi

Katılımcılar açısından proje süreci adeta soğuk suya atlamak gibiydi. “Obje algılamasının uygulama işlemleri bizim için tamamen yeni bir tecrübeydi. Böyle bir adım atmaya cesaret ettiğimizde, sadece tamamen güvendiğimiz ve uzun vadede bize destek olacaklarından emin olduğumuz ortaklar seçiyoruz,” diye vurguluyor QRS’den Olav Sjørslev. Roboception ve KUKA ile olan ortak çalışma hakkında sadece olumlu görüş bildirebiliyor. “Proje için tüm katılımcılar bilgi birikimi ve gerekli süre bakımından baştan çaba göstermeye istekliydi.” Bu çaba, birçok yönden karşılığını bulmuştur. Sadece işverenin memnuniyeti sağlanmakla kalmamış, aynı zamanda Roboception’un kamera sistemlerinin başarılı entegrasyonu, QRS’ye ek siparişler kazandırmıştır.

Roboception yazılımı uygun kavrama noktalarını KR CYBERTECH’e aktarmaktadır.

Müşteriler ve entegratörler için geleceğe yön veren çözümler

“Bu sipariş sayesinde, başka projelerin uygulama aşamasında bize yardımcı olan birçok tecrübe edindik,” diye belirtiyor Sjørslev. “Işığın etkileri nelerdir, lenste ne tür arızalar meydana gelebilir, parçalar hangi mesafeye kadar algılanabilir? Tüm bu sorular için artık somut cevaplarımız var.” Danfoss için de KUKA, Roboception ve QRS’in çözümü son derece memnun edici olmuştur. Hidrolik uzmanı otomasyon sayesinde sadece üretim sürecini hızlandırıp sağlamlaştırmakla kalmamakta, aynı zamanda çalışanlarının iş güvenliğini de sağlamaktadır.

Danfoss’da değişken özellikli 3D vizyon çözümü: Çözüm, esnekçe farklı görevlere göre uyarlanabilmektedir.

Buna önemli bir nokta daha eklenmektedir: Roboception’dan Dr. Michael Suppa, “Donanımımız, başka yazılım modülleri eklendiğinde en farklı görevleri bile çözebiliyor,” diye belirtiyor. “Dolayısıyla Danfoss, gerektiğinde sorunsuzca başka görevlere göre uyarlanabilen değişken bir 3D vizyon çözümüne sahip oldu.”

100’den fazla parçayı otomatik olarak algılamak gibi zorlayıcı bir göreve rağmen son derece başarılı bir iş çıkarabildik ve müşterimize mükemmel çözümü sunabildik.

Olav K. Sjørslev, entegrasyon ortağı QRS’de satış müdürü