Применение робототехники при механической обработке деталей землеройных машин

ВАЖНОСТЬ ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

В последние несколько лет происходило широкое внедрение технического зрения в промышленную робототехнику. Среди системных интеграторов, которые следовали этому пути, партнер компании Пумори-северо-запад - итальянская компания SIR Robotics Industry. 
Компания особенно впечатляет как своими разработками, так предлагаемыми 2D и 3D решениями. Но последний шаг - удобная, универсальная, многоцелевая система трехмерного зрения с широким спектром применения - все еще отсутствовал. Это привело к рождению CubicVision, недостающего звена для достижения мечты об автоматизированной фабрике: благодаря его использованию стало возможным собирать части, расположенные случайным образом внутри контейнера.

СЕРДЦЕ CUBICVISION

Решение SIR - это трехмерная система зрения, способная направлять робот под правильными углами в пространственные координаты, обеспечивая надежный и точный подбор в любой ситуации. Любой тип манипулятора может быть связан с системой с помощью специальных алгоритмов, которые придают машине способность принимать решения. Суть можно выразить одним простым словом: гибкость применения. Благодаря своим характеристикам система CubicVision является модульной и универсальной, способной адаптироваться ко многим потребностям и предложить наилучшее решение, независимо от формы и размеров объекта или сценариев применения.

CUBICVISION В ПРОИЗВОДСТВЕ КОМПОНЕНТОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН

Одним из наиболее интересных решений SIR является разработка погрузочно-разгрузочных систем для известного производителя землеройных машин, используемых в дорожном строительстве, в шахтах и карьерах.

• Детали - это половинки роликов, установленных внутри гусениц: это детали сложной формы, различающиеся по массе и размерам, весом несколько десятков килограммов.
• Применение - это сварка с двумя загрузочными позициями, где правая и левая половины ролика свариваются вместе для получения готовой детали.
• В этом случае проблема подачи имеет принципиальное значение: если использовать традиционное решение, то вес и размер заготовок вынуждают выполнять тяжелую задачу по извлечению их из бункеров с помощью подъемника и последующей загрузке на подающие ленты. Помимо проблем, связанных с физическими усилиями и рисками, использование конвейерных лент снижает автономность завода.

Использование системы CubicVision решило эти проблемы, позволив автоматически собирать куски из правой и левой корзин. 

1. Бункеры расположены на индексном столе, который передает их в роботизированный комплекс. 
2. Первый ключевой элемент в приложении установлен на столе, на приподнятой подставке: это робот, оснащенный световым сенсором, состоящим из камеры и лазерного источника. Этот робот заботится об определении положения: выполняя сканирование в различных направлениях и на разной высоте, он получает трехмерные изображения, состоящие из точек в пространстве, которые отправляются на центральный ПК.
3. 3D-алгоритмы, размещенные на ПК, идентифицируют объекты в бункерах независимо от их положения: ракурсное сопоставление способно распознавать детали на боку или перевернутые вверх дном за очень короткое время. Чтобы запрограммировать новую деталь, требуется несколько секунд: пользователь просто загружает CAD-модель половины ролика в приложение, и программа автоматически адаптируется к новой детали, подлежащей распознаванию.
4. После получения изображений система вычисляет, какие из возможных объектов могут быть безопасно подобраны, исходя из высоты, отсутствия перекрытия между соседними элементами, углов в пространстве и риска столкновения с соседними компонентами или краями бункера. Это создает варианты комплектации: по внутренним отверстиям, по наружным диаметрам или по хвостовику.
5. Теперь второй робот приступает к выполнению подбора: трудности, присущие трехмерному зрению, заключаются не только в распознавании, но и в достижении надежного, точного и безопасного захвата. Поэтому SIR также проделал большую работу по мехатронике, создав гидравлически управляемый концевой эффектор со специальными функциями, способными поднимать частично перекрытые половинки роликов, расположенные вертикально по краям или в углах контейнера. Это решает проблему разгрузки бункера, который устанавливается на систему, постепенно наклоняя его в сторону робота, чтобы предотвратить нагромождение деталей.
6. Как только половина ролика подобрана, требуется точное позиционирование, прежде чем он будет помещен в машину. Из-за своего веса половина ролика может смещаться на захвате во время подбора, особенно если он трется о соседнюю деталь или частично перекрыт. Детали перемещаются на V-образном фиксаторе, который может открываться и закрываться для смещения детали в требуемое положение. Это положение проверяется системой 2D vision, которая затем сообщает роботу правильные координаты. Выровненные детали помещаются на парковочную зону, готовую к подаче на сварочную установку. Робот теперь меняет свой захват, забирая пневматический концевой эффектор из магазина. 
7. Следующим шагом является выгрузка готовой детали из сварочной установки и размещение ее на выходной конвейерной ленте. Затем установка загружается новыми половинками ролика, и концевой датчик меняется перед возвращением в бункеры, где тем временем происходит новый процесс распознавания.

МЕЧТА СБЫВАЕТСЯ

Это впечатляющее приложение открывает новые горизонты в роботизированной автоматизации. CubicVision делает реальностью мечту о захвате предметов любой формы, размера и материала, помещенных внутри любого контейнера. Это достижение позволило действовать в ранее немыслимых промышленных применениях, где возможность трехмерного наблюдения была необходимостью.

2020