Aktuální vydání

celé číslo

08

2019

MSV 2019 v Brně

celé číslo

Snímač obrazu pro úlohy typu bin picking – Shapescan3D

Polotovary ve výrobě jsou mezi jednotlivými výrobními operacemi často přepravovány volně ložené v kontejnerech. Skládat je do transportních přípravků sice usnadňuje následnou automatickou manipulaci s nimi, ale samotné skládání je pomalé a drahé.

Naproti tomu je ale nutné na navazujícím pracovišti polotovary z kontejneru vyjmout. Úloha typu bin picking, tedy vybírání neorien­tovaných předmětů z kontejneru, je ve výrobě běžná, ale v automatizaci patří k těm náročnějším. Často je tato činnost vykonávána ručně nebo pomocí různých mechanických zařízení, která předměty z kontejneru před uchopením robotem orientují. K firmám, které ji dovedou plně zautomatizovat, nyní přibyla i německá Isra Vision. Její snímač Shapescan3D se vyznačuje velkou flexibilitou a příznivou cenou. Přednostmi, kterými tento snímač vyniká nad konkurencí, jsou velmi snadná a rychlá instalace a uvedení do provozu bez potřeby speciálních znalostí z oboru zpracování obrazu.

Proč v této úloze použít systém strojového vidění? Polotovary se z kontejnerů vybírají manuálně, pomocí mechanického přípravku nebo automaticky. Ruční práce je velmi monotónní a přitom náročná na přesnost – obsluha se nesmí dopustit chyby. Druhou možností jsou různé mechanické třídiče. Ty se obvykle skládají z vibračních nebo spirálových unášečů. Jsou to zařízení velmi hlučná a náročná na prostor. Nejsou flexibilní, jsou určena jen pro jediný typ výrobku a jsou drahá.

Vybírání polotovarů robotem je elegantní, flexibilní a cenově výhodné. Robot je ovšem nutné vybavit vhodným systémem strojového vidění, který mu umožní vybírat volně ložené, náhodně orientované polotovary, dokonce různých tvarů.

Systém Shapescan3D (obr. 1) od firmy Isra Vision využívá dvě běžné kamery a speciální osvětlovač. Tato kombinace poskytuje možnost přesně rozeznat pozici každého dílu v kontejneru. Z mraku bodů jsou určována geometrická primitiva a v prvním kroku se na ně aplikuje metoda prostorového vzorkování tvarů. Software následně na základě těchto primitiv vyhledává složitější tvary. Takto je možné spolehlivě identifikovat objekty různých tvarů a velikostí v různé hloubce v kontejneru a určit jejich pozici a orientaci.

Pro uživatele je velkou výhodou snadná instalace senzoru Shapescan3D. Využít jej pro navádění robotu neznamená složité programování, ale jen nastavení několika parametrů. Doba, kdy to byla náročná práce pro experty na strojové vidění, je minulostí, nyní instalaci zvládne běžný uživatel.

Snímač se upevňuje nad kontejner s polotovary. Mon­táž je stacionární, není třeba žádný komplikovaný kinematický mechanismus. Snímač umožňuje vybírat předměty z běžného kontejneru o rozměrech 1 200 × 1 000 × 800 mm. Pracovní vzdálenost je 2 000 mm. Výstup GigE je velmi flexibilní a přitom rychlý: skenování celé
plochy kontejneru trvá méně než 1 s. Strukturované osvětlení zaručuje, že obraz je snímán velkou rychlostí bez toho, že by se snímač, robot nebo kontejner musely pohybovat. Snímač není citlivý na rušivé okolní světlo. Snímání navíc není závislé na barvě identifikovaných předmětů. Systém je velmi přesný. Umožňuje dokonce vybírat z jednoho kontejneru v rámci jednoho skenu několik druhů předmětů. Kompaktní tvar snímače je velmi vhodný do průmyslového prostředí.

Doba návratu investice je v typickém případě velmi krátká. Snímač významně omezuje náklady na operace bin picking a zvyšuje pružnost výroby.

(Isra Vision)

Obr. 1. Snímač Shapescan3D a typické úlohy, které je schopen řešit