Роботизированная вспомогательная система с автономным управлением для автоматического размещения шпулярников

Благодаря отраслевому стандарту 4.0 цифровизация, автоматизация и объединение в сеть систем и объектов становятся преобладающими темами в производстве и, следовательно, в логистике. Индустрия 4.0 направлена ​​на растущую оптимизацию процессов и рабочих процессов в пользу производительности и гибкости и, таким образом, экономии времени и затрат. Роботизированные системы стали движущей силой автоматизации процессов. Благодаря Интернету вещей (IoT) роботы становятся все более чувствительными, автономными, мобильными и простыми в эксплуатации. Все больше и больше они становятся повседневными помощниками на фабриках и складах. Интеллектуальные методы визуализации играют в этом все более важную роль.

Чтобы удовлетворить растущие потребности в масштабировании и изменении производственной среды в сторону полностью автоматизированного и интеллектуального сетевого производства, компания ONTEC Automation GmbH из Найлы в Баварии разработала роботизированную систему помощи с автономным управлением. «Умный робот-помощник» использует синергию мобильности и автоматизации: он состоит из мощной и эффективной платформы интралогистики, гибкого робота-манипулятора и надежной системы 3D-стереокамер серии Ensenso N от IDS Imaging Development Systems GmbH.

Решение является универсальным и берет на себя, например, монотонные, тяжелые задачи по настройке и размещению. Автономная транспортная система подходит для подъема на уровне пола европоддонов до контейнерного или промышленного формата, а также сетчатых поддонов различных размеров с максимальной нагрузкой до 1,200 кг. Для клиента в текстильной промышленности AGV (Automated Guided Vehicle) используется для автоматической загрузки шпулярников. Для этого он подбирает поддоны с катушками пряжи, транспортирует их на указанный шпулярник и загружает для дальнейшей обработки. С помощью специально разработанной системы захвата за 1000-часовую смену захватывается и проталкивается на оправку шпулярника до 8 мотков пряжи. Схема размеров и положение катушек зафиксированы 3D-камера Ensenso (серия N45) устанавливается на захватный рычаг.

Применение

Поддоны, загруженные катушками промышленной пряжи, поднимаются с пола заранее определенного места хранения и транспортируются к месту установки шпулярника. Там захват располагается вертикально над поддоном. Триггер изображения отправляется на 3D-камера Ensenso из серии N45, запускаемый собственным программным обеспечением ONTEC SPSComm.

Он подключается к ПЛК автомобиля и, таким образом, может считывать и передавать данные. В приложении SPSComm управляет связью между программными частями транспортного средства, захвата и камеры. Таким образом, камера знает, когда транспортное средство и граббер готовы сделать снимок. Это делает изображение и передает облако точек программному решению от ONTEC на основе стандартного программного обеспечения HALCON, которое сообщает координаты рулонов на поддоне роботу.

Затем робот может точно подобрать рулоны и обработать их дальше. Как только захват очищает слой катушек пряжи, камера Ensenso делает снимок упаковочного материала, лежащего между катушками пряжи, и также создает облака точек. Эти облака точек обрабатываются аналогичным образом, чтобы предоставить роботу информацию, с помощью которой захват иглы удаляет промежуточные слои. «Этот подход означает, что количество слоев и схемы отделки поддонов не нужно определять заранее, и даже неполные поддоны могут быть обработаны без каких-либо проблем», — объясняет Тим ​​Бёкель, разработчик программного обеспечения в ONTEC. «Захват не нужно переоборудовать для использования захвата иглы. Для этого приложения у него есть обычный компонент захвата для рулонов и компонент захвата иглы для промежуточных слоев».

Для этой задачи, мобильного использования для 3D-съемки движущихся и статических объектов на манипуляторе робота, подходит 3D-камера Ensenso благодаря своей компактной конструкции. Трехмерная стереоэлектроника Ensenso N 45 полностью отделена от корпуса, что позволяет использовать легкий композитный пластик в качестве материала корпуса. Небольшой вес облегчает использование на манипуляторах роботов, таких как Smart Robotic Assistant. Камера также может работать в сложных условиях окружающей среды. «Проблемы с этим приложением могут быть обнаружены, прежде всего, в различных условиях освещения, которые проявляются в разных комнатах зала и в разное время дня», — описывает ситуацию Тим Бёкель. Даже в сложных условиях освещения встроенный проектор проецирует
нанесение высококонтрастной текстуры на изображаемый объект с помощью шаблонной маски со случайным точечным рисунком, дополняющим структуры на безликих однородных поверхностях. Это означает, что встроенная камера точно соответствует требованиям.

«Путем предварительной настройки внутри НксВью, задача была решена хорошо». Этот пример программы с исходным кодом демонстрирует основные функции библиотеки NxLib, которую можно использовать для открытия одной или нескольких стерео- и цветных камер, для которых визуализируются данные об изображении и глубине. Такие параметры, как время экспозиции, биннинг, AOI и диапазон измерения глубины, как и в этом случае, могут быть отрегулированы в реальном времени для используемого метода согласования.

Ассоциация процесс сопоставления позволяет 3D-камере Ensenso распознавать очень большое количество пикселей, включая изменение их положения, с помощью вспомогательных структур, проецируемых на поверхность, и создавать из этого полную однородную информацию о глубине сцены. Это, в свою очередь, обеспечивает необходимую точность работы Smart Robot Assistant. Другими критериями выбора камеры были, среди прочего, стандартный интерфейс машинного зрения Gigabit Ethernet и датчик с глобальным затвором 1.3 МП. «Камера делает только одну пару изображений всего поддона для ускорения обработки, но она должна предоставлять координаты с относительно большого расстояния с точностью до миллиметра, чтобы манипулятор робота мог точно захватывать», — объясняет Матиас Хофманн, ИТ-специалист по разработке приложений в ONTEC. «Поэтому нам 2/4 нужно высокое разрешение камеры, чтобы иметь возможность безопасно записывать края катушек с помощью 3D-камеры». Локализация краев важна для того, чтобы можно было как можно точнее передать положение от центра катушки к захвату.

Кроме того, камера специально разработана для использования в суровых условиях окружающей среды. Он имеет резьбовой разъем GPIO для триггера и вспышки и имеет степень защиты IP65/67 от грязи, пыли, брызг воды или чистящих средств.

Software

Ассоциация Энсенсо SDK обеспечивает ручную калибровку камеры по отношению к манипулятору робота, позволяя легко переводить или перемещать координаты, используя позу робота. Кроме того, используя настройки внутренней камеры, «FileCam» текущей ситуации записывается при каждом проходе, т. е. при каждом запуске изображения. Это позволяет легко скорректировать любые крайние случаи позже, в этом приложении, например, неожиданные условия освещения, препятствия на изображении или неожиданное расположение катушек на изображении. Ensenso SDK также позволяет сохранять и архивировать файлы LOG внутренней камеры для возможной оценки.

ONTEC также использует эти «файловые камеры» для автоматической проверки тестовых случаев и, таким образом, обеспечивает правильное функционирование всех механизмов при настройке программного обеспечения машинного зрения. Кроме того, различные транспортные средства могут быть скоординированы, а логистические проблемы сведены к минимуму на основе системы управления, специально разработанной ONTEC. Различные помощники могут перемещаться и действовать одновременно в очень ограниченном пространстве. Используя инструмент промышленного интерфейса ONTEC SPSComm, даже стандартные промышленные роботы могут быть безопасно интегрированы в общее приложение, а данные могут быть обменены между различными системами.

Outlook

Дальнейшее развитие системы планируется, в том числе, в части навигации автономного транспортного средства. «Что касается навигации автомобиля для нашего AGV, использование камер IDS очень интересно. В настоящее время мы оцениваем использование новой серии Ensenso S, чтобы автомобиль мог еще более гибко реагировать на препятствия, например, классифицировать их и, возможно, даже объезжать их», — говорит Тим ​​Бёкель, разработчик программного обеспечения в ONTEC, описывая следующую разработку. шаг.

Собственная конфигурация интерфейса ONTEC уже позволяет интегрировать систему в самые разные приложения Industry 4.0, а модульная структура решения для автономно движущихся роботов оставляет место для адаптации к широкому кругу задач. Таким образом, он не только способствует повышению эффективности и гибкости производства и логистики, но во многих местах также буквально способствует снижению нагрузки на сотрудников.

"Клиент"

ONTEC Automation GmbH является системным поставщиком интегрированных и инновационных систем автоматизации, установок и специальных машин для промышленного производства. Бизнес-подразделения состоят из технических текстильных решений, решений для автоматизации, интеллектуальных робототехнических решений и решений для электрических распределительных щитов. Опыт компании с 25-летним опытом отражается в инновационных, ориентированных на клиента решениях по всей цепочке создания стоимости, включая робототехнику, промышленную обработку изображений, разработку программного обеспечения, электротехнику и механику.

Автор

Силке фон Гемминген
IDS Imaging Development Systems GmbH
Димбахер ул. 10 I 74182 Оберзульм
Germany

T: + 49 7134 96196-0 IE: s.gemmingen@ids-imaging.de ИВ: www.ids-imaging.de

кредиты

Изображения приложений: © ONTEC Automation GmbH
Энсенсо: © IDS Imaging Development Systems GmbH

О IDS Imaging Development Systems GmbH: Производитель промышленных камер IDS Imaging Development Systems GmbH разрабатывает высокопроизводительные и простые в использовании USB-, GigE- и 3D-камеры с широким спектром датчиков и вариантов. Практически неограниченный спектр применения охватывает множество непромышленных и промышленных секторов в области оборудования, заводов и машиностроения. В дополнение к успешным камерам CMOS, компания расширяет свое портфолио интеллектуальными камерами на основе приложений для машинного зрения. Новая платформа обработки изображений IDS NXT свободно программируется и чрезвычайно универсальна.

С момента своего основания в 1997 году как компания, состоящая из двух человек, IDS превратилась в независимый, сертифицированный по стандарту ISO семейный бизнес с более чем 300 сотрудниками. Штаб-квартира в Оберзульме, Германия, является одновременно местом разработки и производства. Имея филиалы в США, Японии, Южной Корее и Великобритании, а также другие офисы, IDS представлена ​​на международном уровне.

IDS Imaging Development Systems Inc.

92 Монтвейл Авеню, Люкс 2800
Стоунхэм, Массачусетс, 02180, США
Продажи -
Телефон: +1 (781) 787-0048
usasales@ids-imaging.us
www.ids-imaging.us

IDS Imaging Development Systems GmbH
Димбахер ул. 10
74182 Оберзульм
Germany
Клаудия КИРШ
Телефон: +49 7134 96196 0
c.kirsch@ids-imaging.de
www.ids-imaging.com

Источник: Plato Data Intelligence: PlatoData.io