Ensenso 스테레오 3D camera가 장착된 고효율 로봇 셀

세계화로 제품 경쟁과 공급주기가 가속화되고 있습니다. 산업용 부품이 쉽게 팔리는 시대는 지나가고 있습니다. 로봇틱스 시장에서 소규모 제조업체는 틈새 분야에서 고도의 기술 역량과 혁신으로 시장 리더에 장기적으로 앞설 수 있습니다. 2D 이미지 프로세싱은 오랫동안 틈새 시장이 아니었습니다. 상황은 3D 분야에서 변화하고 있습니다. 6축 로봇과 결합된 3D 이미치 프로세싱 솔루션은 중소기업 시장에 진출할 수 있는 새로운 기회를 열어줍니다. Baden에 본사를 둔 ALG Automatisierungslösungen GmbH이 사용하는 통합된 Ensenso 3D 카메라를 장착한 빈 피킹 로봇 셀과 같은 어플리케이션이 그 예입니다.

빈 피킹은 로봇 공학에서 계속 중요한 도전 과제 입니다. 많은 어플리케이션에 있어서, 처리 전에 무질서한 요소들은 미리 제거되어야 합니다. 정밀도와 함께 짧은 싸이클 시간과 시스템의 신속한 진행에 중점을 둡니다. 이러한 맥락에서 ALG 는 파트너인 Nordfels Maschinenbau GmbH와 함께 이 모든 것을 보장하는 빈 피킹 로봇 셀을 개발했습니다. 이 개념은 고품질의 완벽하게 조화된 시스템 구성요소인 빠른 Denso 로봇과 강력한 산업용 PC, Ensenso N35 스테레오 3D 카메라가 결합하여 완성됩니다. 이런 방식으로, 구성요소당 약 4초의 시간을 달성할 수 있습니다.

이를 위해 셀의 3D 카메라 시스템은 컨테이너 위 약 1미터 거리에서 배치됩니다. 카메라는 부품을 이미지화하고 표면의 3D 클라우드를 생성합니다. 이 포인트 클라우드는 단일 이미지에서 스테레오 카메라 기술로 만들어 집니다. 이것은 레이저 스캐닝 시스템에 비해 시간적 이점이 있습니다. 정교한 “매칭 절차”를 사용하여 알고리즘은 기록된 3D 포인트 클라우드의 개별 구성 요소를 인식합니다.

픽업하기에 가장 쉽고 빠른 부분을 결정하고 식별합니다. 따라서 로봇 컨트롤러는 어느 물건을 언제 잡을지 “결정”합니다. 또한 로봇 팔에 충돌없는 경로를 계획할 수 있습니다. 그런 다음 부품을 안전하게 가져와서 후속 공정으로 옮깁니다. 이는 HALCON 이미지 프로세싱 라이브러리가 통합된 C# Visual Studio 의 고급 언어 프로그램을 사용하면 가능합니다. HALCON과 Denso Robotics의 직접 인터페이스를 할 수 있는 것이 큰 장점입니다. 사용자가 자신의 인터페이스를 프로그래밍하지 않아도 되고 이미지 프로세싱과 로봇과의 통신을 용이하게 합니다.

로봇 컨트롤러는 어느 물건을 잡을지 “결정”합니다.

시스템의 시간 단축

시스템은 구성요소의 숙련된 선택, 빠른 이미지 획득과 로봇의 빠른 속도로 자체적으로 시간을 줄일 수 있습니다. 소형 부품의 영역에서 3교대 작업으로 14개월을 단축할 수 있습니다. 또한 작은 모양과 사이즈로 공간을 최소화할 수 있습니다. 동시에 직원들의 단조롭고 반복적인 작업을 줄이고 더 많은 공간을 확보할 수 있습니다. 잘 설계된 덕분에 로봇 셀은 주변의 빛이나 기타 외부 영향으로부터 보호되어 항상 신뢰할 수 있는 조수 역할을 합니다.

Ensenso 3D 카메라는 컨테이너 위 약 1미터에 배치됩니다

완벽한 시너지 효과를 내는 소프트웨어

충돌 방지 “빈 피킹”을 위해 준비된 로봇 팔

ALG 전문가는 카메라 교정 및 사전 커미셔닝을 위해 제공된 SDK를 사용합니다. ALG 의 로봇틱스 및 드라이브 기술 책임자인 Franz Eder 박사는 이와 같이 설명합니다. Ensenso 소프트웨어 패키지의 큰 장점은 카메라를 빠르고 쉽게 작동시킬 수 있고, 중요한 기본 설정을 구성할 수 있다는 것입니다. 이 모든 것은 현재 어떤 소프트웨어가 어떤 카메라와 연결되어 있어도 항상 동일한 소프트웨어 도구로 수행합니다.” 동시에 Denso가 사용하는 로봇은 HALCON 확장 패키지를 사용하여 HALCON 환경에서 직접 프로그래밍할 수 있도록 합니다. 이러한 방식으로 이미지 프로세싱 소프트웨어와 로봇간 제어의 완벽한 시너지가 창출됩니다. 새로운 구성요소는 CAD 모델을 사용하여 쉽게 프로그래밍할 수 있습니다. 이는 또한 설정 시간을 관리하기 쉽게 합니다.

전망

빠르고 쉽게 프로그래밍할 수 있으며 설정시간도 단축할 수 있는 장점으로 ALG 셀은 유연한 생산 라인을 위한 로봇의 엄청난 잠재력을 보여줍니다. 스마트 제조를 위해 1년 동안 셀을 설치하고 운영한 오스트리아 Applied Sciences 대학의 Wels 캠퍼스의 협업으로 3D 이미지 프로세싱과 로봇 공학의 결합은 미래 전문가인 학생들에게 영감을 불어 넣습니다. “어플리케이션의 개념은 학생들이 셀을 이용하여 빠르고 쉽게 작업하고 새로운 부품을 인지하고 최적화를 위한 파라미터를 변경할 수 있게 합니다. 이는 좋은 배움의 기회가 됩니다. 또한 Wels 캠퍼스는 메카트로닉스와 이미지 프로세싱 분야에 중점을 두고 있습니다” 라고 Wels 캠퍼스 스마트 제조 센터의 자동화 기술 책임자인 Thomas Schichl는 말합니다.

제품 수명주기가 짧고 배치수량이 적으면 자동화 시스템이 보다 유연해야 합니다. 로봇 셀은 단조로운 작업 과정과 힘들고 틀에 박힌 활동을 CAD 모델 비교를 통한 로봇 기반 디버링 작업을 통해 쾌적하고 균일하게 만들어 줍니다. 어플리케이션의 영역은 다양합니다. 3D 이미지 프로세싱과 인간-기계 협력기술을 통합함으로써 미래의 믿을만한 지원자가 될 것입니다. 로봇은 물리적으로 힘든 활동을 수행하는 반면, 인간은 생산을 제어하고 모니터링합니다. 따라서 기계는 인간을 대체하지 않고 무거운 짐을 드는 것과 같은 인간의 능력을 보완하는 역할을 합니다. 3D 이미지 프로세싱은 기계의 눈으로 다양한 어플리케이션에 이상적 토대를 제공합니다. 적절한 구성요소와 결합되어 생산 공정에 효율적으로 배치되어 완벽한 상호작용을 이룹니다.

Ensenso N35 한 눈에 보기. 빠르고 정확한 3D 비젼.