Lavojen purkaminen nopeammaksi

Enemmän autonomiaa tavaroiden vastaanotossa: Alan uusimpien vaatimusten täyttämiseksi autovalmistajat haastetaan panostamaan entistä vahvemmin tuotantoprosessiensa modernisointiin. Käyttämällä SICKin Visionary-T 3D-konenäköantureita synergiassa Neadvancen älykkäiden algoritmien kanssa, eräs suuri tšekkiläinen autonvalmistaja on jo lisännyt panostustaan logistiikkaprosesseihinsa ja vahvistaa siten tavaroiden vastaanoton kestävyyttä tulevaisuudessa. Yhdistämällä voimansa nämä yritykset ottivat uuden askeleen tavaroiden vastaanoton automatisoinnissa ja optimoivat siten asiakkaan prosessia.

Tavaroiden vastaanotto osana koko järjestelmää

Keskeinen osa ratkaisua on taittovarsirobotti, joka on varustettu Visionary-T 3D-konenäköanturilla. Robotin tehtävänä on ottaa toimitettu tavara kuormalavoilta ja siirtää se hihnalle, joka taas yhdistyy intralogistiseen varastoon. Ruuvit, peilit, venttiilien osat: ennen automaattisen vastaanottojärjestelmän käyttöönottoa osat otettiin rekasta purkamisen jälkeen käsin kuormalavoilta ja lähetettiin edelleen ajoneuvotuotantoon. Nykyään konevalmistajalla on käytössä logistiikkaratkaisu, jossa yhdistyvät kokonaisvaltaisesti tavaroiden vastaanotto, korkeavarasto ja tuotanto. 

Siksi lavojen purkurobotista on syytä tehdä niin autonominen, että se tunnistaa yksittäisten pakettien paikat kuormalavalla itsenäisesti ja jokaisessa pakkausyksikössä toistuvasti, ja pystyy siten luotettavasti tarttumaan niihin. Tämä vaativa tehtävä ratkaistiin SICKin 3D-konenäkötuotteella: Visionary-T CX-kamera -kamera tuottaa robottiohjaukseen kolmiulotteisia pistepilviä 3D-Snapshot-tekniikan avulla.

Valon kulkuaikamittaus muodon ja etäisyyden määrittämiseksi

Laite käyttää näiden kolmiulotteisten kuvien mittaukseen 3D-Time-of-Flight-tekniikkaa. Tekniikka perustuu valon kulkuaikamittauksen periaatteeseen: integroitu valonlähde lähettää valoa, joka lopulta heijastuu kohteen pinnasta takaisin kameraan. Lähetetyn ja palaavan valon väliltä mitatun pienen aikaeron avulla voidaan määrittää kohteen etäisyys. Saatu data muunnetaan erityisten algoritmien avulla kolmiulotteiseksi kuvaksi. Kameran suuren kuvaustaajuuden ansiosta tämä prosessi voi toistua jopa 50 kertaa sekunnissa. Tehokkaan integroidun aktiivisen valonlähteen ansiosta kamera soveltuu käyttöön jopa täysin pimeässä ja tunnistaa sellaisetkin kohteet, joiden heijastusominaisuudet ovat erittäin heikot.

Konevalmistajan vastaanottojärjestelmässä robotin käsivarteen sijoitettu Visionary-T CX kulkee jatkuvasti mukana valvovana silmänä. Kamera pystyy seuraamaan robotin dynaamisia kiihdytyksiä, suunnanvaihtoja sekä tärinää, ja toimittamaan konkreettista dataa robotille. 3D-Snapshot-tekniikka oli tässä Neadvancelle tehdyssä sovelluksessa erityisen tärkeä, koska se pystyy mittaamaan jokaisen yksittäisen pikselin syvyys- ja intensiteettitiedot samanaikaisesti. Ja koska Visionary-T ei tarvitse liikkuvia osia syvyystietojen keräämiseen, kamera kestää erityisen hyvin ulkoista tärinää ja iskuja. Tämä ominaisuus on tärkeä juuri silloin, kun – kuten tyypillisessä tavaroiden vastaanotossa – toimitettujen tavaroiden automaattisen vastaanoton on tapahduttava nopeasti.

Visionary-T CX tuottaa edellä mainittua 3D-pistepilveä, jota voidaan käyttää sopivien Neadvancen kehittämien – 3D-muotoanalyyseihin perustuvien – algoritmien avulla laatikoiden paikkojen määrittämiseen. Sen jälkeen robotti ajaa koordinaattien osoittamaan paikkaan erityisellä tartuntalaitteella, vastaanottaa tavarat luotettavasti ja asettaa ne hihnalle. Seuraavaa laatikkoon tarttumista varten prosessi alkaa alusta. Robotti ajaa kuormalavan yli, Visionary-T CX ottaa tarvittavat kuvat ja tuottaa 3D-datan, jota ohjausyksikkö sitten analysoi seuraavia kohdekoordinaatteja varten.

Yhteinen tekniikka tuo menestystä

Ennen onnistuneen SICK-ratkaisun käyttöönottoa konevalmistajalla oli tavaroiden vastaanotossaan jo käytössä omia lisälaitteita autonomisen robottiaseman kehittämiseksi. Nämä lisälaitteet perustuivat kuitenkin enimmäkseen 2D-kuvadataan eivätkä tuoneet toivottua menestystä. Siirtyminen SICKin 3D-Snapshot-tekniikkaan ja tiivis yhteistyö Neadvancen kanssa teknisen suunnitteluprosessin aikana sen sijaan johtivat todelliseen tekniseen läpimurtoon. Tämän yhteistyön olennaisena tavoitteena on tehdä prosesseista mahdollisimman kitkattomia ja vakaita – mikä on erityisen tärkeä näkökulma, kun vaikeasti kuljetettavat tavarat edellyttävät robotilta vaativia tartuntaprosesseja. Siksi projektitiimi keskittyi kehitystyössä ennen kaikkea monimutkaisempien tartuntaprosessien parantamiseen entisestään. 3D-kuvat ja niitä vastaavat pistepilvet tarjoavat erittäin hyviä mahdollisuuksia tapahtumien tarkempaan mittaamiseen ja mukautusten tekemiseen vielä käynnissä olevan projektin aikana. Joustavuus sisältyikin kehitysvaatimuksiin, sillä vaikuttavat tekijät konkretisoituivat vasta käyttöönoton yhteydessä paikan päällä.

 Enemmän autonomiaa robotille

Uusi ratkaisu toimii niin luotettavasti, tarkasti ja tehokkaasti, että konevalmistaja suunnittelee sen käyttöönottoa muillakin tehtailla. 3D-Snapshot-tekniikka ja Visionary-T CX:n ToF-tekniikka tekivät myös projektiin perehtyneisiin pääurakoitsijaan ja integraattoriin niin suuren vaikutuksen, että he haluavat ottaa ratkaisun vakiona käyttöön myös lavojen purkamisessa.