• Kokemus Yli 40 vuoden kokemus!
  • Tuotteita Yli 25 000 tuotetta varastossa
  • Ennen klo 15 Tilaa verkkokaupasta ennen klo 15.00 - lähetys samana päivänä
  • Lue lisää Lue lisää meistä
Tuotannon automatisointi 3D-tekniikalla
Julkaistu: 2022-02-09

3D-ohjattu robotiikka leipomoalalla

KINE Robotics Oy on suomalainen avaimet käteen -periaatteella toimivien automaatioratkaisujen toimittaja. KINEn asiakkaita ovat muun muassa elintarvike-, juoma- ja logistiikkateollisuuden toimijat sekä puolijohde- ja yleisvalmistus. Yli 20 vuoden ajan he ovat suunnitelleet, toteuttaneet ja toimittaneet täysin räätälöityjä robottipohjaisia ratkaisuja, jotka täyttävät asiakkaiden erilaiset ja ainutlaatuiset vaatimukset.

Asiakascase
Leipomoalalla toimiva asiakas pyysi KINEn tiimiä kehittämään leipäpussien laatikointijärjestelmän, jossa robotti poimii leipäpusseja liikkeessä olevalta kuljettimelta. Tuotteiden koot ovat epäsäännöllisiä ja muodot vaihtelevat leipätyypeittäin, joten pussien sijainnin ja suunnan määrittäminen kuljettimella oli haastavaa. Läpinäkyvä muovipakkaus myös vaikeuttaa pussien havaitsemista optisilla antureilla alhaisen kontrastin ja osittaisten heijastuksien vuoksi.

Projektin aloitus

KINE kehitti konenäköjärjestelmän Matrox Design Assistant X -ohjelmiston ja Basler Blaze 101 3D Time-of-Flight (ToF) -kameran kanssa. ToF-kamera valittiin, koska se poisti erillisen valaistuksen tarpeen sekä mahdolliset luentavirheet, jotka muodostuivat kontrastista ja heijastuksista.

"Pidimme siitä, kuinka sujuvasti 3D ToF -kamera integroitui Matrox Design Assistant X -ohjelmistoon", sanoo KINEn projektipäällikkö Tero Urponen. "Muissa projekteissa olemme käyttäneet monikamerajärjestelmiä, jotka voivat olla hieman hankalia. Tässä tapauksessa oli erittäin mukavaa saada yksi järjestelmä ohjaamaan kaikkea sen sijaan, että jokainen kamera olisi ohjelmoitu erikseen." KINEn kehitys- ja hankintaprosessissa auttoi OEM Finland Oy, joka toimii Matrox Imagingin ja Baslerin edustaja Suomessa.

 

Leivät pakataan läpinäkyviin muovipusseihin kuljetetaan konenäköjärjestelmän läpi

Erimuotoiset ja -kokoiset leivät pakataan läpinäkyviin muovipusseihin ja ne kulkevat kuljettimella konenäköjärjestelmän läpi.

Kuljettimen yläpuolelle asennettu Basler 3D ToF -kamera

Kuljettimen yläpuolelle asennettu Basler 3D ToF -kamera kuvaa kuljettimella liikkuvia leipäpusseja. ToF -kamera lähettää 3D-syvyyskarttatiedot Matrox Design Assistant X -konenäköohjelmistoon käsittelyä ja analysointia varten.

Tuotantolinjan lähelle sijoitettu käyttöliittymä

Tuotantolinjan lähelle sijoitettu käyttöliittymä tarjoaa yleiskuvan koko järjestelmästä. Tästä käyttäjä voi ohjata koko tuotantosolua, määrittää ja säätää nopeutta ja ajoitusta.

 

ratkaisu

Ennen projektin alkua sämpyläpakkaukset pakattiin manuaalisesti kuljetuslaatikkoihin. Tämä toistava työvaihe korvattiin tehokkaalla järjestelmällä, joka sekä nopeutti työtä että myös vähensi virheiden ilmenemismahdollisuutta. Järjestelmä koostuu komponenteista, jotka on synkronoitu keskenään kuljettimen maksimaalisen nopeuden varmistamiseksi. Keskeisenä elementtinä on 3D-kameratekniikalla varustettu konenäköjärjestelmä, joka toisin kuin 2D-tekniikka, tunnistaa tarkasti pakettien sijainnin ja suunnan valosta, väristä tai kontrastista riippumatta.

Ennen kuin robotti tarttuu pakkauksiin, kuljetinhihnan yläpuolelle asennettu 3D-kamera Basler blaze-101 tallentaa pinnat pistepilveksi käyttäen time-of-flight (ToF) -menetelmää, jossa on yli 300 000 XYZ-koordinaattia. Stäubli VALtrack -ohjelmisto vaatii nämä koordinaatit tarkkaan kappaleen poimintaan. Itse robotti on neliakselinen Stäubli TS2-60 SCARA -robotti.

Matrox Design Assistant X -ohjelmisto laskee vastaavan syvyyskartan 3D-visualisoinnille, joka näkyy erillisellä näytöllä ohjausta varten. Koko kuvankäsittelysovellus kehitettiin tällä ohjelmistolla ja se määrittää poimintakohdat pistepilvestä.

KINE Robotics käyttää konenäköjärjestelmän laukaisemiseen optista anturia, jonka signaalidata välitetään Matrox-ohjelmiston kautta kameralle ja robottiohjaimelle. Kaikkien komponenttien sekä Basler-kameran ja Matrox-ohjelmiston sujuva vuorovaikutus oli yksi syy, miksi KINE valitsi tämän järjestelmän.

”Tämä projekti on erinomainen esimerkki nykyaikaisen 3D-tekniikan eduista. Perinteisen kontrastipohjaisen 2D-analyysin sijaan leipäpussit tunnistetaan niiden volyymin perusteella. Tämä tekee sovelluksesta paljon varmemman ja vähemmän herkän pakkauksen värivaihteluille”, lisää Miikka Himanka, OEM Finlandin tuotepäällikkö.

KINE arvioi konenäköön liittyvien kokonaiskustannusten pienentyneen 75 % ToF-kameran ja konenäköohjelmiston käytön ansiosta, kun verrataan kustannuksia perinteisiin kamera- ja valaistusvaihtoehtoihin. "Yleensä valojen ja kameran asetusten kanssa pitää paljon säätää ja testailla, jotta objektien havaitsemiseen saadaan oikeat kontrastit", Urponen huomauttaa.

ToF-kameran ottama pistepilvikuva Matrox Design Assistant X -ohjelmassa
Jokaisessa muovipussissa sämpylät ovat sijoittuneet satunnaisesti, mikä tekee oikean poimintakorkeuden määrittämisen syvyyskartan perusteella vaikeaksi, koska yhtä tasaista pintaa ei ole. Reseptipohjaisen ratkaisun käyttö Matrox Design Assistant X:n kanssa varmistaa poimintajärjestelmän luotettavuuden.

 

yhteenveto

Leipäpussien laatikointijärjestelmä, jonka toiminta rakentuu 3D-kameralla toteutettuun kuljettimen seurantaan sopii saumattomasti pakkauslinjojen roboteilla automatisoituihin prosesseihin. KINE ja heidän asiakkaansa ovat erittäin tyytyväisiä lopulliseen järjestelmään, joka on nopeampi ja jossa on pienempi virheprosentti kuin aikaisemmassa tavassa käsitellä leipäpussit manuaalisesti. Uuden konenäköjärjestelmän ansiosta robotti pystyy käsittelemään 25-30 pakettia minuutissa. "Harkitsemme jo mahdollisuutta lisätä tuotteisiin mittarajoja, jotta virheelliset tuotteet jätetään käsittelemättä tai merkitään viallisiksi niiden liikkuessa järjestelmän läpi", Urponen sanoo.

KINE-tiimi näkee monia mahdollisuuksia integroida 3D-tekniikkaa tulevaisuudessa räätälöityihin robottiratkaisuihinsa, mikä johtuu suurelta osin tällä 3D-paikantamis- ja -poimintarobottijärjestelmällä saavutetusta menestyksestä.

 

 

Tässä projektissa käytetyt tuotteet:

Teknisiä neuvoja
Tommi LaineTommi Laine

Tekninen tuki

040 3412 368

Sähköposti

Asiakaspalvelu

Asiakaspalvelumme vastaa kysymyksiin ja etsii ratkaisut ongelmiin. Heille voit jättää myös tilauksesi.

0207 499 499

Sähköposti

Chatti