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Riconoscimento 3D degli oggetti Danfoss

Un cast da Oscar: i robot KUKA muovono anche telecamere 

Alla Danfoss, un produttore di idraulica mobile e di componenti elettronici ed elettrici, KUKA, QRS e Roboception collaborano con sensori 3D e muovono più di 100 componenti diversi in modo affidabile e preciso. 


L’occhio artificiale non sbaglia mai

Le prestazioni della telecamera delle nuove celle robotiche con occhi artificiali alla Danfoss sono sicuramente candidate a ricevere il premio “capolavoro della percezione 3D”. Questo perché il sistema riconosce oltre 100 componenti diversi in produzione, e assicura che i robot KUKA nelle celle del produttore danese di idraulica mobile carichino e scarichino in modo efficiente e completamente automatico le macchine nel processo di produzione. Con il loro nuovo investimento nell’automazione, gli scandinavi sono in perfetta sintonia con lo spirito dei tempi. Questo perché i nordeuropei sono già al sesto posto al mondo per densità di robot in ambito manifatturiero. Non sorprende che KUKA abbia supportato attivamente la realizzazione del progetto con il suo know-how. Dopo tutto, lo specialista dell’automazione è il fornitore della maggior parte dei robot in Danimarca.
Capolavoro di percezione 3D: KUKA, Roboception e QRS automatizzano la linea di produzione alla Danfoss. 

Riconoscimento di oltre 100 componenti

Nella nuova linea di produzione della Danfoss, un totale di sei robot KUKA si occupa delle fasi di lavoro che prima venivano eseguite manualmente. Movimentano componenti che pesano tra i 5 e i 20 chilogrammi ciascuno. L’automazione di questo processo riduce il lavoro fisico pesante per il team, permettendo ai dipendenti di occuparsi di attività a più alto valore aggiunto. Così, le celle robotiche movimentano fino a 100 componenti diversi senza intervento manuale.
Alla Danfoss, azienda produttrice di idraulica mobile in Danimarca, i robot KUKA movimentano oltre 100 componenti.
“Questa era la grande sfida in questo progetto”, spiega Olav K. Sjørslev, responsabile delle vendite presso il system integrator QRS. “La condizione alla Danfoss per le celle robotizzate era un’alimentazione completamente automatica dei componenti. Un compito che può essere risolto solo con un sistema di telecamere, dato il gran numero di variazioni”. L’alternativa, ovvero consegnare i pezzi grezzi meticolosamente ordinati e allineati, era semplicemente antieconomica. Invece, gli oggetti arrivano alla prima stazione del robot in scatole con ruote standard, ordinati per scatola, ma impilati più o meno casualmente l’uno sull’altro, separati strato per strato da fogli di carta.

Interazione ideale tra telecamera, sensore stereo 3D rc_visard e robot KUKA

“La nostra esperienza con i sistemi di telecamere fino a quel momento non era stata molto buona”, ricorda Sjørslev. “Abbiamo esaminato vari sistemi negli ultimi dieci anni, ma non abbiamo trovato una sola soluzione di visione 3D che fosse buona”. Quello che funziona in una fiera o nella sala di dimostrazione di un produttore spesso non è fattibile in condizioni reali, sottolinea il responsabile delle vendite. Per il difficile riconoscimento degli oggetti, QRS ha beneficiato della sua stretta collaborazione con KUKA, che dura ormai da ben 15 anni. Quando si tratta di sistemi di telecamere e di riconoscimento degli oggetti, KUKA si affida al suo partner Roboception di Monaco.
Visione computerizzata: Roboception fornisce un sensore stereo 3D affidabile e sviluppa anche un software modulare.
Con l’ rc_visard, Roboception non solo offre un sensore stereo 3D affidabile, ma sviluppa anche componenti software modulari ideali per applicazioni come quelle della società danese Danfoss. “Con il nostro software SilhouetteMatch, l’rc_visard riconosce i componenti sulla base di un template creato dai dati CAD o dai dati generati direttamente con il sensore”, spiega il dott. Michael Suppa, CEO di Roboception. Tramite un’interfaccia web standardizzata e un’interfaccia grafica utente, l’interazione con i robot KUKA è molto semplice e rapida.
Una squadra vincente: QRS, Roboception e KUKA forniscono alla Danfoss in Danimarca la soluzione ideale per il riconoscimento degli oggetti 3D.

Visione computerizzata: dall’oggetto ai punti di presa appropriati

Nel caso di Danfoss l’rc_visard rileva in modo affidabile la posizione e l’orientamento di oggetti piatti e non ordinati sulla superficie piana della carta e fornisce subito al robot i punti di presa. “Una soluzione 2D è stata presto esclusa da questo progetto”, spiega Suppa. “Gli strati intermedi della carta non sono sempre completamente uniformi o sono addirittura oleosi, a causa dei componenti.” Nei test con altri sistemi, la telecamera a volte interpretava erroneamente le impronte come pezzi da lavorare. Il software Roboception, d’altra parte, riconosce esattamente quali componenti vengono consegnati alla cella del robot e trasmette i punti di presa appropriati per un KR CYBERTECH di KUKA. Rimuove il pezzo e lo convoglia verso un laser di marcatura. I componenti passano poi attraverso un nastro trasportatore in un’altra cella, dove un KR QUANTEC li utilizza automaticamente per caricare e scaricare la rettificatrice. Nelle celle successive KR CYBERTECH convoglia gli oggetti lavorati verso un “impianto di lavaggio”, li smista in contenitori o carica un’altra piccola rettificatrice.

Scambio di know-how tra le parti interessate

“L’implementazione del riconoscimento degli oggetti è stata una nuova esperienza per noi. Quando osiamo fare qualcosa del genere, scegliamo solo partner di cui siamo assolutamente convinti e che siamo sicuri ci sosterranno a lungo termine”, sottolinea Olav Sjørslev della QRS. “Per il progetto, tutte le persone coinvolte hanno fatto un lavoro pionieristico in termini di trasferimento di know-how e di impiego di tempo.” Lo sforzo è stato ripagato sotto molti aspetti. Quindi non solo il committente è soddisfatto, il successo dell’integrazione del sistema di telecamere di Roboception ha anche assicurato ordini successivi per la QRS.
Il software Roboception trasmette i punti di presa appropriati a questo KR CYBERTECH.

Soluzioni futuristiche per cliente e integratore

“Da questo incarico, abbiamo appreso molte lezioni che ci aiuteranno nella realizzazione di altri progetti”, dice Sjørslev. “Qual è l’effetto dell’influsso della luce, quali disturbi possono verificarsi sulla lente, da quale distanza si possono ancora riconoscere i pezzi? Ora abbiamo risposte concrete.” A Danfoss piace anche la soluzione di KUKA, Roboception e QRS. L’esperto di idraulica non solo accelera e stabilizza i suoi processi di produzione attraverso l’automazione, ma garantisce al contempo una maggiore sicurezza sul lavoro per i suoi dipendenti.
Soluzione di visione 3D variabile alla Danfoss: può essere adattato ad altre attività in modo flessibile.
E c’è anche un altro punto importante: “Il nostro hardware può risolvere una grande varietà di compiti integrando altri moduli software”, afferma il dottor Michael Suppa di Roboception. “Così Danfoss ha ora una soluzione di visione 3D variabile che può essere facilmente adattata ad altri compiti, se necessario.”

Nonostante la grande sfida di rilevare automaticamente più di 100 componenti, siamo stati in grado di svolgere l’attività in modo molto efficace e di fornire al nostro cliente la soluzione perfetta.

Olav K. Sjørslev, responsabile delle vendite presso il partner di integrazione QRS

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