ケーススタディ
業界 - 倉庫・製造業の自動化
製品 - Helios2 Time-of-Flightカメラ
SDK - Arena SDKを使用したカスタムソフトウェア
ロボットパレタイザーのための3Dタイムオブフライトカメラ
ロボットの助けを借りて効率的にパレットをロードまたはアンロードするには、多様な形状やサイズのパレットの多様な負荷を運び、速いサイクルタイムで正確かつ丁寧に取り扱う自動化システムが必要です。パレットのレイヤーは、平らであることが保証されているわけではなく、かさばるものが含まれていたり、パレット上のレイヤーを傾斜させて到着することもある。どのようなパレタイズ方法であっても、サプライチェーンオペレーションの目標は、可能な限り多くの製品を出荷することです。そのためには、たとえ1つのパレットに1つの荷物が増えたとしても、それぞれのパレットのスペースを最大限に活用しなければならない。
ドイツのMSB Düren社とcodesolo社では、ロボットを使ってパレットを構造的かつ正確に配置する必要があるコンベアシステムを使用しています。この目的のために、ロボットは複数のパレットタワーを操作します。各タワーは異なる種類のパレットで構成されています。新しいパレットタワーがフォークリフトで運ばれてくると、ロボットヘッドに搭載されたLUCIDのToFカメラ型カメラHelios2が新しいパレットタワーを検出し、パレットの寸法を測定して、20種類のパレットフォーマットから特定のタイプを決定します。
挑戦
過去には、同様のパレタイジングシステムをLiDARラインスキャナーで実現していましたが、実現可能な速度に大きな制限がありました。しかし、ToFカメラ型カメラを使った新しいソリューションは、精度、解像度、SDKが魅力的な価格で提供されており、最適な方法であることがわかりました。ToFソリューションの課題の一つは、20種類以上の異なるパレットを扱うことでしたが、これらのパレットはわずかに寸法が異なるだけです。さらに、パレットがあまり正確に製造されていない場合や、損傷が少ない場合もあります。このため、様々なロジックリンクが実装されました。例えば、最初の測定値が明確な識別に十分でない場合は、明確に一致するまで追加で決定された特性が使用されます。もう一つの課題は、パレットの材質に起因するものでした。パレットの種類によっては、半透明のプラスチックフィルムで覆われているものもありました。このため、LiDARシステムと同様に、ToFカメラの3D測定値に測定誤差や「ゴーストデータ」が発生することがありました。しかし、Helios2から同時に提供される3D測定値画像と強度画像を組み合わせることで、ロジックリンクと合わせて強固な信頼性を得ることができました。
解決策
新しいパレットが要求されるたびに、Helios2 ToFカメラが選択されたタワーの最上部のパレットの正確な位置を測定し、ロボットがそのパレットをタワーから正確に持ち上げることができます。これは、個々のパレットが理想的な典型的な位置からずれていても機能します。Helios2 ToFカメラは、ロボットの頭部に位置するグリッパー構造の中央に組み込まれています。カメラはPower over Ethernet（PoE）により、1本のケーブルで解析ソフトウェアを実行するIPCに接続されています。このIPCは、2つ目のLAN接続を介してロボットやシーメンスのPLCと通信します。Helios2は、一部はストリーミングで、一部はシングルイメージモードで使用されます。このモードでは、最大32枚の画像がカメラに記録され、算出された平均画像がIPCに送信されます。
3D測定値と強度画像を組み合わせることで、半透明や反射材で覆われたパレットなど、20種類以上のパレットを識別・測定することができます。
結論
これまでは、5交代制でパレットを手作業で段取り装置に入れていました。パレットの中には非常に重いものもあり、この作業には無理がありました。自動パレタイジングプロセスを導入し、Time-of-Flightカメラを使用することで、パレットタワーの準備は通常のシフトで行われ、人手による作業は最小限に抑えられます。さらに、コスト削減とサイクルタイムの短縮を実現することができました。比較テストの結果、Helios2 ToFカメラは、パレットの積み下ろしを効率的に行うための最適なソリューションであることがわかりました。最も重要だったのは、精度、解像度、SDK、そして魅力的な価格でした。
To learn more visit:
MSB Düren GmbH
個別のソフトウェア開発依頼については、codesolo.netまでお問い合わせください。