Mikä oli alkutilanne eli miksi lähdettiin tekemään PoC-pilottia?
Tuotannossa kohdataan usein tilanteita, joissa käsiteltävien tuotteiden tai pakkausten korkeus vaihtelee. Tämä voi johtua esimerkiksi tuotteiden asettumisesta pakkaukseen eri tavoin tai itse pakkausmateriaalin ominaisuuksista. Tällainen vaihtelu tekee perinteisistä, kiinteisiin pisteisiin perustuvista robottisovelluksista haastavia.
Aikaisemmassa kokeiluvaiheessa selvitettiin yhteistyörobotin voiman ja väännön tunnistuksen soveltuvuutta näiden haasteiden ratkaisemiseksi. Kokeilu osoitti, että robotin avulla on mahdollista tunnistaa tuotteen korkeus ja käsitellä sitä joustavasti ilman ulkoisia antureita. Näiden lupaavien tulosten pohjalta päätettiin toteuttaa PoC-pilotti, jonka tavoitteena oli testata menetelmän toimivuutta konkreettisessa pinoamissovelluksessa, kerätä tarkempaa tietoa sen suorituskyvystä ja käytännön toteutettavuudesta sekä varmistaa ratkaisun soveltuvuus teollisuusympäristöön.
Millainen PoC-pilotti tehtiin?
PoC-pilotissa hyödynnettiin Omron TM12 -yhteistyörobottia ja sen sisäänrakennettua voiman ja väännön tunnistusta. Robotti ohjelmoitiin poimimaan erikorkuisia laatikoita ennalta määritellystä poimintapisteestä, johon oli opetettu oma koordinaatisto. Laatikon tarkka korkeus määritettiin mittaamalla robotin pysähtymiskorkeus (Z-arvo) tämän koordinaatiston nollatasoon nähden hetkellä, jolloin voimantunnistus rekisteröi kosketuksen laatikon pintaan.
Poiminnan jälkeen laatikko siirrettiin kuljettimelle, jolle oli niin ikään opetettu oma koordinaatistonsa. Pinoamiskorkeus kuljettimelle laskettiin dynaamisesti perustuen juuri poimitun laatikon korkeuteen ja jo olemassa olevan pinon sen hetkiseen korkeuteen. Pinon kumulatiivista korkeutta seurattiin jatkuvasti, ja tätä tietoa käytettiin myös robotin lähestymisliikkeiden välipisteiden korkeuksien säätämiseen, jotta vältettiin törmäykset kasvavaan pinoon. Järjestelmään lisättiin myös toiminnallisuus, jonka avulla käyttäjä pystyi määrittelemään, montako laatikkoa yhteen pinoon kerätään ennen kuin valmis pino siirretään kuljettimella eteenpäin seuraavaan työvaiheeseen.
PoC-pilotin aikana laatikoiden (tuotteiden) korkeuseroja liioiteltiin tarkoituksellisesti testauksen monipuolistamiseksi. Käytössä oli samankokoisia peruslaatikoita, joita pinottiin päällekkäin ja teipattiin yhteen muodostaen yhden, kahden tai kolmen laatikon korkuisia "tuotteita". Tällä järjestelyllä matalimman ja korkeimman testikappaleen välinen korkeusero oli yli 13 cm, kun taas todellisessa kohdesovelluksessa korkeusvaihtelu oli huomattavasti pienempi, vain muutamia senttimetrejä. Tämä mahdollisti järjestelmän robustiuden testaamisen laajalla korkeusalueella.
Seuraavassa videossa esitellään PoC-pilotin toimintaa vaihtelevan korkuisten laatikoiden pinoamisessa.
Millaisia lopputuloksia PoC-pilotista saatiin?
PoC-pilotti vahvisti onnistuneesti, että yhteistyörobotin sisäänrakennetun voiman ja väännön tunnistuksen avulla voidaan toteuttaa joustava ja luotettava ratkaisu erikorkuisten tuotteiden automaattiseen poimintaan ja pinoamiseen ilman tarvetta ulkoisille antureille, kuten konenäköjärjestelmille tai etäisyysantureille.
Järjestelmä kykeni tarkasti määrittämään kunkin laatikon korkeuden ja laskemaan sen perusteella oikean pinoamiskorkeuden, varmistaen siistin ja vakaan pinon muodostumisen. Tämä menetelmä tarjoaa merkittävää joustavuutta tuotantoprosesseihin, joissa tuotteiden mitat voivat vaihdella tai joissa vaaditaan kykyä käsitellä erilaisia tuotteita ilman uudelleenohjelmointia.
Havaittiin, että voimantunnistukseen perustuva korkeudenmääritys ja poiminta on hieman hitaampaa verrattuna esimerkiksi konenäköön tai erilliseen etäisyysanturiin perustuviin ratkaisuihin. Sen etuna on kuitenkin yksinkertaisempi järjestelmäkokonaisuus, pienemmät investointikustannukset laitteistoon ja helpompi käyttöönotto, kun erillisten anturijärjestelmien integroinnilta vältytään.
Kuten aiemmissa kokeiluissa, myös tässä PoC-pilotissa todettiin, että käytettävästä robottimallista riippuen voimantunnistusominaisuuden käyttöönotossa ja asetuksissa voi olla eroja. Onkin suositeltavaa perehtyä huolellisesti kyseisen robottimallin ominaisuuksiin ja testata toiminnallisuus huolellisesti suunnitellussa sovellusympäristössä.
Kokonaisuutena PoC-pilotti osoitti menetelmän olevan toimiva ja käytännössä toteuttamiskelpoinen ratkaisu dynaamiseen pinoamiseen, tarjoten hyvän pohjan jatkokehitykselle ja teollisille sovelluksille.
Kiitos Carccu®:lle hyvästä esimerkkitapauksesta ja yhteistyöstä!
