Bin Picking Studio 1.4.0: Robotomgevingen Bouwen Zonder CAD-bestanden

Omgevingsbouwer

Heeft u zich ooit in een situatie bevonden waar u de robotomgeving moest aanpassen maar geen CAD-ingenieur in de buurt was om u te helpen? Vanaf nu kunt u eenvoudig en helemaal zelf simpele botsingsobjecten direct in de Bin Picking Studio tekenen!

Hoe?

We hebben een uitgebreide maar gemakkelijk begrijpelijke handleiding voor u klaargezet in het volgende artikel.

De Bin Picking Studio 1.4.0 komt met een nieuwe, gebruiksvriendelijke tool "Omgevingsbouwer". Hiermee kunt u een 3D-model van de werkcel bouwen, de werkruimte van de robot definiëren en de bewegingsmogelijkheden ervan testen. De tool stelt u ook in staat het model van de omgeving te verifiëren door het te vergelijken met een puntenwolk van de gekalibreerde scanner.

De "Omgevingsbouwer" bestaat uit een 3D-visualisator en een configuratiepaneel verdeeld in 3 tabbladen met verschillende functionaliteiten:

• Scène: hier kunt u een 3D-model van de robotomgeving bouwen
• Robot: hier kunt u de robotbewegingen testen
• Visie: hier kunt u verbinden met de gekalibreerde visiesystemen om de virtuele omgeving met de echte wereld te vergelijken

Scène

Voorkom dat de robot zijn werkruimte verlaat en sluit het in in een virtuele doos — snel en moeiteloos! De eenvoudige aard van het werk wordt versterkt door het tonen van de robot in de omgevingsconfiguratie en door toegevoegde functies voor het aanpassen van de grootte en schalen van omgevingsobjecten.

Om botsingsvrij bin picking te genieten, moet u een nauwkeurig 3D-model van de echte robotcel beheren. De virtuele omgeving die in Bin Picking Studio wordt gemaakt, moet ten minste binnen het bereik van de robot overeenkomen met de echte wereld. Hoewel de trajecten op botsingen worden gecontroleerd, ziet de scanner niet elk object in de scène, dus moet u statische botsingsobjecten definiëren die overeenkomen met de realiteit.

Objectlijst

Het tabblad "Scène" bevat een "Objectlijst", die een hiërarchische structuur ondersteunt. Dit betekent dat elk object kindobjecten aan zich gekoppeld kan hebben om met een groep objecten gemakkelijker te manipuleren. U kunt de +/- knoppen naast het oudersobject gebruiken om de lijst met kindobjecten uit te vouwen/in te klappen.

Om de hiërarchie van al gedefinieerde objecten te wijzigen, kunt u een object in de "Objectlijst" grijpen en naar een gewenste positie in de lijst verplaatsen (let op het + icoon dat verschijnt wanneer het object over een ander object wordt bewogen om het tot kind te maken).

Voorbeeld:

Overweeg een pallet met verschillende objecten. Het is nuttig om elk object als kind te definiëren van het oudersobject. Op deze manier kunt u alle objecten manipuleren (verplaatsen, roteren, enz.) door simpelweg de positie-eigenschappen van het oudersobject te wijzigen.

Elk object in de "Objectlijst" biedt 3 opties die ernaast staan (van links naar rechts):

• Sync-icoon: geeft aan of het object opgeslagen (gesynchroniseerd) is of niet
• Zichtbaarheidsschakelaar: stelt in om het object te tonen/verbergen
• Verwijderknop: stelt in om het object te verwijderen (let op dat het verwijderen van een oudersobject ook alle kindobjecten verwijdert)

Het tabblad "Scène" met een gehighlightte "Objectlijst" en de "+ Voeg object toe" knop

U kunt een nieuw object aan de scène toevoegen door op de "+ Voeg object toe" knop in de linkerbovenhoek van de 3D-visualisator te klikken. U kunt een botsingsobject definiëren met een van de beschikbare primitieve vormen (doos/sfeer/cilinder) of een STL-bestand uploaden.

Bij het selecteren van een primitieve vorm, kunt u de eigenschappen ervan definiëren in het "Bewerkformulier" en "3D-objectgereedschappenpaneel".

Als u een STL-bestand kiest, verschijnt een pop-up venster waarin u wordt gevraagd om een naam voor het nieuwe object in te voeren, het bestand te kiezen om te uploaden en een type object te selecteren. Er zijn 3 beschikbare objecttypen:

• Bak: bedoeld voor elk CAD-model dat een bak vertegenwoordigt (weergegeven in blauw)
• Omgeving: andere botsingsobjecten die ook overeenkomen met echte objecten in de nabijheid van de robot (weergegeven in grijs)
• Virtueel botsingsobject: gebruikt voor objecten die niet noodzakelijk in de echte omgeving van de robot hoeven te bestaan — het wordt voornamelijk gebruikt voor het beperken van de robotwerkruimte tijdens bin picking maar ook voor het definiëren van celwanden om doorzichtige inspectie van de (virtuele) robot binnenin toe te staan (weergegeven in rood en semi-transparant, als enig objecttype)

Elk van deze objecttypen vertegenwoordigt een "botsingsobject" in de zin dat het opgepikte object er niet mee zal botsen.

Na het selecteren van een object uit de "Objectlijst", wordt het blauw gehighlight in de lijst en rood in de visualisator. Daarnaast verschijnen het "Bewerkformulier" en "3D-objectgereedschappen" panelen. U kunt een object ook selecteren door er direct op te klikken in de 3D-visualisator. Om een object te deselecteren, klik er eenmaal op in de "Objectlijst" of kies de "Sluiten" optie uit het "3D-objectgereedschappen" paneel.

Bewerkformulier & 3D-objectgereedschappen

Na het selecteren van een object ofwel uit de "Objectlijst" of in de 3D-visualisator, verschijnen het "Bewerkformulier" en "3D-objectgereedschappen" paneel.

Het tabblad "Scène" met een gehighlight "Bewerkformulier", "3D-objectgereedschappen" paneel en "Scène opslaan" knop

Het "Bewerkformulier" stelt u in staat de volgende objecteigenschappen in te voeren:

• Naam (van het object)
• Type (van het object zoals hierboven beschreven)
• CAD-bestand (mesh): u kunt het STL-object downloaden
• Schaal: u kunt het STL-object schalen
• Afmetingen: u kunt het object aanpassen (alleen voor primitieve vormen): breedte/hoogte/diepte voor de doos, straal voor de sfeer en straal/hoogte voor de cilinder
• Positie: u kunt de positie van het object oorsprong ten opzichte van de oudersobject oorsprong wijzigen
• Rotatie: u kunt het object rond zijn eigen oorsprong roteren

U kunt de objecten ook dynamisch manipuleren met de "3D-objectgereedschappen":

• Verplaatsen: deze optie toont de markerpijlen zodat u de positie van het object langs een gewenste as kunt wijzigen door de marker te slepen
• Roteren: deze optie toont de markercirkels zodat u de rotatie van het object in de gewenste as kunt wijzigen door de marker te slepen
• Schalen: deze optie toont de markerpijl zodat u het object kunt schalen
• Aanpassen: deze optie toont de markerpijlen zodat u de objectafmetingen in de gewenste as kunt wijzigen door de marker te slepen (alleen voor de doos en cilinder)
• Zelf/Ouder schakelaar: u kunt de oorsprong van de rotatie wijzigen bij het roteren met de marker; selecteer "zelf" voor rotatie rond zijn eigen oorsprong; selecteer "ouder" voor rotatie rond de ouder's oorsprong

De markers staan u ook toe om toevoegingen aan de positie/rotatiewaarden voor elke as toe te voegen. In plaats van de marker in de gewenste richting te slepen, klik gewoon op de pijl/cirkel voor een specifieke as, voer de gewenste waarde in en bevestig door op de "Controleren" knop te klikken.

De "+ Voeg kindobject toe" knop stelt u in staat om een kindobject te maken voor het momenteel geselecteerde object. Gebruik de "x Sluiten" knop om het object te deselecteren (bewerken beëindigen).

Voltooi de actie door op de "Scène opslaan" knop te klikken. De virtuele omgeving zal zich synchroniseren met de robot. Pas daarna kunt u het tabblad "Robot" met robotbesturingen gebruiken.

Robot

Voordat u toegang krijgt tot het tabblad "Robot", moet u eerst een robot en gripper uit de database selecteren en het toolpoint definiëren. U kunt de robot dan virtueel joggen en de werkruimte ervan definiëren.

Robotbesturingen

U kunt kiezen uit drie bewegingsmodi:

• Gewricht
  Hier kunt u de individuele robotgewrichten virtueel joggen op twee manieren:

   

  • Door de schuifregelaar voor het corresponderende gewricht te verplaatsen
  • Door de gewrichtpositie handmatig in het invoerveld in te voeren

• Lineair (Tool-coördinatensysteem / Robot-basiscoördinatensysteem)
  U kunt het toolpoint van de robot verplaatsen in het coördinatensysteem van de tool of van de robotbasis. Er zijn drie manieren om de robot te verplaatsen:

   

  • Door de marker in het toolpoint van de robot te verplaatsen, naar de gewenste positie te slepen
  • Door de pijlen te slepen om het in elke respectieve as te verplaatsen of door de cirkels te slepen om te roteren
  • Door de TCP-positie en -oriëntatie handmatig in te voeren in het paneel "Toolpoint positie"

Als u op de "Home-pose" knop klikt, wordt de robot automatisch naar zijn standaardpositie verplaatst. Om de botsingscontrole-functie in te schakelen, gebruik de "Highlight botsingen AAN/UIT" schakelknop.

Bij het manoeuvreren van de robot worden gewrichtslimieten toegepast.

Voorbeeld van een instelling van gewrichtslimieten

Gewrichtslimieten staan u toe om de padplanningswerkruimte van de robot te definiëren.

De robot hoeft meestal alleen in een fractie van zijn gewrichtsbereik te bewegen. Wij adviseren u ten zeerste om de gewrichtslimieten in te stellen zodat de padplanning alleen plaatsvindt in die subruimte van de volledige werkruimte van de robot. Correct ingestelde gewrichtslimieten hebben een positief effect op de berekeningstijd en succesratio van de padplanning.

Als u een gewrichtslimietveld leeg laat, gebruikt het systeem de standaard hardware van de robot.

Let op dat te restrictieve gewrichtslimieten kunnen leiden tot een padplanningsfout. Laat altijd wat marge. Om te verifiëren dat het bereik van de robot voldoende is, gebruik de jog-opties van het "Robotbesturingen" paneel. Zorg ervoor dat de robot elke plek in het bakmodel kan bereiken met diverse gripperoriëntaties.

Visie

U heeft misschien ook moeilijkheden ondervonden voortvloeiend uit discrepanties tussen de echte bin picking cel en zijn CAD-versie. Dit zal geen probleem meer zijn met de nieuwe optie om een scan te triggeren en te controleren of de gescande puntenwolk overeenkomt met de gemodelleerde virtuele ruimte. Gezien u nu ook de scanvolumes van de ingezette visiesystemen kunt controleren, is het nog nooit zo makkelijk geweest om het zichtveld in te stellen.

Het tabblad "Visie" stelt u in staat de geconfigureerde Visiesystemen te manipuleren om de plaatsing van de botsingsobjecten te valideren.

Als scanners op de robotarm gemonteerd zijn, moet u eerst een robotmodel selecteren voor dat Visiesysteem om in de lijst te verschijnen. Anders krijgt u een waarschuwingsbericht.

De "Visiesysteemlijst" met 3 Visiesystemen, de vierde kan niet worden weergegeven omdat geen robot is geselecteerd

Een Visiesysteem kan de volgende statussen hebben:

• Beschikbaar: de scanner is klaar om te verbinden en het Visiesysteem is gekalibreerd
• Niet beschikbaar: de scanner is momenteel niet klaar om te verbinden; controleer de stroom, verbinding en netwerkconfiguratie
• Niet gekalibreerd: het Visiesysteem is nog niet gekalibreerd — u moet eerst een succesvolle kalibratie uitvoeren om dit Visiesysteem in de "Omgevingsbouwer" te gebruiken

Krijg gedetailleerde informatie over een Visiesysteem (scanner-ID, montagepositie en modeltype) door erop te klikken. De velden aan de onderkant weerspiegelen de kalibratie van het Visiesysteem — translatie en oriëntatie van de scanner-camera ten opzichte van de robotbasis (extrinsieke kalibratie) of robotflens (hand-eye kalibratie).

Het Visiesysteemoverzichtsvenster bevat verschillende knoppen:

• Zichtbaarheid: u kunt de zichtbaarheid van elk scannermodel, scanvolume en de oorsprong van de scanner (meer specifiek zijn camera) aan/uit zetten
• Verbinden: u kunt op de "Verbinden" knop klikken zodra de scanner klaar is om te verbinden en het Visiesysteem is gekalibreerd
• Ontkoppelen: eenmaal verbonden, kunt u zich van de scanner ontkoppelen met deze knop
• Triggeren: terwijl u verbonden bent met de scanner, kunt u scans triggeren

Gedetailleerde informatie over een Visiesysteem

Let op dat maar één scanner tegelijk kan worden verbonden. In het geval dat dezelfde scanner in meerdere Visiesystemen wordt gebruikt, wordt deze in allemaal verbonden.

De "Omgevingsbouwer" deelt scannerbesturingen met de PhoXi Interface — eenmaal verbonden in de "Omgevingsbouwer", is dezelfde scanner ook in de PhoXi Interface verbonden.

Validatie

Een scanner verbinden en scans triggeren helpt u botsingsobjecten (voornamelijk de bak) te positioneren zodat het model de realiteit precies matcht.

Om een nauwkeurige objectplaatsing te garanderen, moet een gekalibreerd Visiesysteem beschikbaar zijn om te verbinden. U kunt dan een scan triggeren en deze gebruiken om het CAD-model te positioneren zodat het model en de puntenwolk overlappen.