Hand-eye bin picking

Bin-picking, d.w.z. het gerobotiseerd oppakken van objecten met willekeurige poses uit een prullenbak, is een van de meest voorkomende robottaken, maar vormt ook een van de grootste technologische uitdagingen. Een robot moet zijn uitgerust met uitzonderlijk zicht en robotintelligentie om elk onderdeel in een bak te kunnen lokaliseren, er naartoe te navigeren zonder in botsing te komen met zijn omgeving of andere onderdelen, het vervolgens op te pakken en veilig op een andere locatie in een uitgelijnde positie te plaatsen .

Er zijn twee manieren om een ​​3D-visiesysteem in de robotcel te monteren, elk met zijn voordelen en elk geschikter voor bepaalde toepassingen:

A. Extrinsieke kalibratie

B. Hand-oogkalibratie

Extrinsieke kalibratie

Extrinsieke kalibratie wordt gebruikt in opstellingen waarbij de scanner in een vaste, stationaire positie is gemonteerd in de robotcel, meestal boven de bak . De scanner mag niet worden verplaatst ten opzichte van de robot nadat het systeem is gekalibreerd, maar hoeft niet stil te staan ​​ten opzichte van de robotcel.

Photoneo biedt vijf modellen van de PhoXi 3D Scanner (XS – XL), elk met een ander scanvolume variërend van 16 centimeter tot 4 meter. Als vuistregel geldt:hoe meer ruimte er nodig is voor de bin picking-toepassing – inclusief de ruimte voor robotbeweging, de grootte van de bak en onderdelen, enz. – hoe groter het model van de PhoXi 3D Scanner is vereist.

Extrinsieke kalibratie wordt gedaan met elk geschikt bal bevestigd aan het eindpunt van de robotarm of aan de grijper. De bal moet gemaakt zijn van een materiaal dat geschikt is om te scannen, dat wil zeggen glad en niet te reflecterend.

Extrinsieke kalibratie:de 3D-scanner is stationair gemonteerd.

Plukken met de hand

Hand-oogkalibratie stelt u in staat het 3D-visiesysteem rechtstreeks op de robotarm te monteren . Voor een succesvolle kalibratie moet de scanner achter het allerlaatste gewricht worden gemonteerd (bijvoorbeeld op de grijper). Elke wijziging die na de kalibratie in de positie van de scanner wordt aangebracht, maakt de kalibratiematrix ongeldig en de hele kalibratieprocedure moet opnieuw worden uitgevoerd.

Hand-oog kalibratie wordt gedaan met een markeringspatroon – een plat vel papier (of een ander materiaal) met een speciaal patroon dat wordt herkend door Photoneo PhoXi 3D-scanners.

Hand-oogkalibratie:de 3D-scanner wordt op de robotarm gemonteerd.

Voordelen van hand-oog plukken

Hand-oog plukken biedt een aantal voordelen ten opzichte van de traditionele opstelling. Als je een grote bak hebt en een daarboven gemonteerde scanner met een vast gezichtspunt, dan kun je met een kleine scanner de prullenbak niet scannen . Als u een kleine scanner rechtstreeks op de robotarm monteert, kunt u dichter bij de inhoud komen van de bak met de scanner en kies welk deel van de bak u wilt scannen .

Een ander voordeel van hand-eye bin picking is als u twee bakken heeft . Eén scanner die stevig in een vaste positie is gemonteerd, kan niet beide bakken scannen - hiervoor zijn minimaal twee scanners nodig. In tegenstelling hiermee zal een scanner die op de robotarm is gemonteerd van de ene bak naar de andere gaan en maak scans van hun inhoud vanaf de juiste afstand en hoek. Het is dus in staat een groter gebied te dekken dan extrinsieke kalibratie .

Hand-eye bin picking kan ook de noodzaak elimineren om de kamer te verduisteren waar de robotcel is geplaatst. Het omgevingslicht dat uit een raam komt, kan een serieuze uitdaging vormen voor het gebruikte 3D-zichtsysteem en vereist vaak speciale inspanningen om de hele kamer te verduisteren. Een scanner die aan de robot is bevestigd, kan van een bak eerst van de ene kant en dan van de andere kant scannen , het minimaliseren van de noodzaak om speciale aanpassingen aan de omgeving aan te brengen .

Het kan ook voorkomen dat het 3D vision systeem zelf schaduwen werpt op de prullenbak en verhindert een hoogwaardige acquisitie van de scène. Dit probleem wordt meestal opgelost door een compromis te sluiten en de meest optimale positie voor de scanner ten opzichte van de bak te vinden of door de onderdelen in de bak handmatig te herschikken zodat het vision-systeem ze uiteindelijk allemaal vastlegt. Hand-eye bin picking elimineert dit probleem, omdat de scanner de scène vanuit elke hoek en vanuit elke positie kan "kijken" .

Evenzo is de hand-oogbenadering een optimale oplossing voor het oppakken van onderdelen die dicht bij de wanden van de bak zijn geplaatst . De muren - en zelfs de onderdelen zelf - kunnen schaduwen werpen en de herkenning van de onderdelen verhinderen. Door het vision-systeem op de robotarm te monteren, kunt u de onderdelen vanuit een geschikte hoek benaderen en kiezen.

Hoewel hand-eye bin picking tal van voordelen biedt ten opzichte van extrinsieke kalibratie, is het ook eerlijk om te zeggen dat een scanner die aan de robotarm is bevestigd de bewegingen van de robot kan beperken . Met deze beperking in het achterhoofd is het aan te raden om een ​​kleinere scanner te kiezen . In het geval van Photoneo PhoXi 3D Scanner-familie , zijn de geschikte modellen XS, S, M en L , met een scanbereik van 16 cm tot 2 m.

Een ander belangrijk feit is dat de robot tijdens het scannen stil moet blijven staan, wat de cyclustijd kan verlengen. Daarom is de hand-oogbenadering niet geschikt voor tijdkritische toepassingen.

Als u uw toepassing wilt automatiseren, maar niet zeker weet welk type bin-picking-oplossing het meest geschikt is voor uw project, neem dan contact met ons op en laten we het bespreken. We helpen u graag verder.