
Robotu pick and place sistēmasvar nodrošināt lielu ātrumu un atkārtojamību, taču to veiktspēja ir atkarīga no daudz vairāk nekā tikai robota lietderīgās slodzes, sasniedzamības un reklamētā cikla laika.
Daudzi no svarīgākajiemizvēles un vietas ierobežojumiparādās, kad reāli produkti darbojas citādi nekā ideālie CAD modeļi, kontrolētas demonstrācijas vai rūpīgi sagatavoti paraugi. Robots var būt pietiekami ātrs uz papīra, bet tomēr nesasniegt ražošanas mērķus, jo redzes sistēma nevar konsekventi atrast produktus, satvērējs nevar nodrošināt uzticamu noturēšanu, produkti tiek piegādāti neparedzami vai pārslēgšanās patērē pārāk daudz darbības laika. Šī iemesla dēļ, izvērtējot arobotu komplektēšanas programmajākoncentrējas uz visu procesu, nevis tikai uz robotu.
Visbiežāk sastopamos ierobežojumus var iedalīt četrās jomās:
redzes un produktu noteikšana;
satveršana un piekļuve produktam;
robotu kustība un produkta prezentācija;
ražošanas mainīgums un procesa ekonomika.
Izpratne par šiem ierobežojumiem pirms aprīkojuma iegādes var novērst to, ka tehniski iespaidīga robotizēta pick and place šūna kļūst par neuzticamu ražošanas sistēmu.
Ja plānojat izvēlēties{0}}un-izvietot automatizāciju, izpētietRBTIC izvēlieties{0}}un-novietojiet robotu sērijulai pārskatītu konfigurācijas un specifikācijas.
Redzes ierobežojumi robotu atlases un novietošanas sistēmās
Robots nevar precīzi izvēlēties, ja tā sensora sistēma nevar konsekventi noteikt, kur produkts atrodas un kā tas ir orientēts. Redzes-vadītās robotu lietojumprogrammās redzes sistēma parasti nosaka daļu, nosaka tās pozīciju un orientāciju un sniedz informāciju par izlīdzināšanu, kas ļauj robotam labot izvēlēto pozu. Tas nozīmē, ka uzticama attēla iegūšana un detaļu noteikšana ir būtiska izvēles procesam.
To var apgrūtināt vairākas produkta īpašības.

|
Produkta veids |
Apraksts |
|
Atstarojoši izstrādājumi |
Pulēts metāls, spīdīga plastmasa, folijas iepakojums un citas atstarojošas virsmas var radīt atspīdumu un izgaismojumus, kas mainās atkarībā no skata leņķa. Problēma nav tikai tajā, ka attēls izskatās spilgts. Mainot atspīdumus, var paslēpt malas, mainīt redzamās iezīmes vai padarīt izstrādājumu citādāku, mainoties tā novietojumam. Tāpēc redzes sistēma, kas atpazīst vienu rūpīgi novietotu paraugu, var darboties mazāk uzticami, kad izstrādājumi griežas, sasveras, kļūst piesārņoti vai pārvietojas mainīgā apkārtējā apgaismojumā. |
|
Caurspīdīgi izstrādājumi |
Caurspīdīgas pudeles, paplātes, plastmasas iepakojums, stikla detaļas un caurspīdīgas plēves rada atšķirīgu izaicinājumu. Kamera var uztvert funkcijas no konveijera vai fona caur izstrādājumu, tā vietā, lai iegūtu stabilu paša izstrādājuma virsmas attēlojumu. Tāpēc malu noteikšana un segmentēšana var kļūt ļoti atkarīga no apgaismojuma un fona apstākļiem. |
|
Zema{0}}kontrasta produkti |
Produktus var būt grūti atrast arī tad, ja to izskats ir līdzīgs konveijeram, paplātei, tvertnei vai apkārtējiem priekšmetiem. Piemēram, tumša komponenta atdalīšana no tumša konveijera var būt daudz mazāk uzticama nekā tā paša komponenta noteikšana uz kontrolēta kontrastējoša fona. |
Kāpēc augstākas{0}}izšķirtspējas kamera var neatrisināt problēmu?
Viens no svarīgākajiem izvēles un vietas ierobežojumiem, kas jāsaprot, ir tas, ka slikta redzamība ne vienmēr ir atrisināšanas problēma. Kameras izšķirtspējas palielināšana automātiski nenovērš atspulgus, caurspīdīgumu, ēnas, nestabilu kontrastu vai nepiemērotu apgaismojuma ģeometriju.
Atkarībā no lietojuma labākus rezultātus var iegūt, mainot apgaismojuma virzienu vai intensitāti, polarizāciju, ekspozīcijas iestatījumus, kameras pozīciju, konveijera vai fona krāsu, produkta prezentāciju, pašu uztveršanas metodi.
Dažās lietojumprogrammās fiziskās ainas padarīšana atkārtojamāku ir efektīvāka nekā nepārtraukta programmatūras sarežģītības palielināšana.
Tāpēc praktiskais jautājums nav vienkārši:Vai kamera var redzēt produktu? Tas ir:Vai redzes sistēma var droši noteikt katru reprezentatīvo produkta variantu faktiskajos ražošanas apstākļos?
Šī atšķirība ir jāpārbauda pirms galīgās vīzijas arhitektūras izvēles.
Satvērēja ierobežojumi un grūti{0}}izvēlēties-produktus

Precīza produkta noteikšana negarantē veiksmīgu izvēli. Izvēles un novietošanas robotam joprojām ir nepieciešama atkārtojama vieta, kur-rokas instrumenta{2}}gals var saskarties, nostiprināt, pārvietot un atbrīvot produktu bez nepieņemamiem bojājumiem.
Tas rada vēl vienu galveno kategorijurobotu izvēles un vietu ierobežojumi.
Deformējami un elastīgi izstrādājumi
Somas, maisiņi, tekstilizstrādājumi, mīkstie pārtikas produkti, plēves un citi elastīgi izstrādājumi var mainīt formu starp cikliem. Satvēriena punkts, kas vienā attēlā šķiet piemērots, var saburzīt, sabrukt, salocīt vai kustēties, kamēr satvērējs tam tuvojas. Izaicinājums kļūst grūtāks, ja produkta formu ietekmē piepildījuma līmenis, iesprostotais gaiss, temperatūra, kraušanas spiediens vai apstrāde augšpusē. Šiem lietojumiem inženierijas problēma nav tikai produkta identificēšana. Sistēmai ir nepieciešama arī satveroša stratēģija, kas pieļauj produktu variācijas.
Porainas, raupjas un necaurlaidīgas virsmas
Vakuuma satveršana ir atkarīga no mijiedarbības starp sūkšanas sistēmu un izstrādājuma virsmu. Porainiem vai raupjiem izstrādājumiem var būt nepieciešamas dažādas vakuuma stratēģijas, jo noplūdes un blīvēšanas īpašības atšķiras no gludām, hermētiskām virsmām. Komerciālās satveršanas sistēmas ir īpaši izstrādātas sarežģītiem apstākļiem, piemēram, porainiem materiāliem, nelīdzenām virsmām un nedefinētām savācēja pozīcijām, kas parāda, kāpēc satvērēja izvēlei ir jāatbilst fiziskajam produktam, nevis jāpaļaujas uz vispārēju sūkšanas koncepciju.
Produkti, kas ir pelnījuši papildu pārbaudi, ir gofrēti vai poraini materiāli, raupjas vai ļoti tekstūras sastāvdaļas, eļļaini vai mitri produkti, nestabils iepakojums, produkti ar atverēm vai noplūdes ceļiem, virsmas, kuru stāvoklis mainās ražošanas laikā. Var būt nepieciešama cita sūkšanas-kausa ģeometrija, lielāks satvēriena laukums, vairāki saskares punkti, mehāniskā satveršana, satveršana ar adatu, atbilstība vai cita gala{2}}efektora konstrukcija.
Ierobežota piekļuve starp produktiem
Pat ja ir derīgs satvēriena punkts, satvērējam joprojām ir nepieciešams pietiekams fiziskais attālums, lai to sasniegtu. Cieši iesaiņoti, pārklājoši, ligzdoti vai nejauši orientēti izstrādājumi var radīt sadursmes ierobežojumus starp satvērēju un apkārtējiem produktiem. Tas ir īpaši svarīgi tvertņu savākšanā un blīvos konveijeros. Redzes algoritms teorētiski var identificēt pieejamu produkta virsmu, savukārt fiziskais gala efektors nevar tuvoties šai virsmai drošā leņķī.
Tāpēc satveršanas iespējamība ir jānovērtē kopā ar blakus esošās -produkta attālumu, pieejas virzienu, ieguves ceļu, satvērēja izmēriem, robota savienojuma konfigurāciju, pieļaujamo produkta kontaktu. Jautājums nav tikai par to, vai produktu var izvēlēties vienu reizi. Mērķis ir noskaidrot, vai to var atkārtoti atlasīt paredzētajos produkta apstākļu diapazonos.
Produkta prezentācija var ierobežot izvēles un novietošanas veiktspēju

Daudzas robotu atlases problēmas rodas, pirms robots sāk kustību. Labi-izstrādāts robots un satvērējs nevar neierobežoti kompensēt nekontrolētu ienākošo procesu.
Izlases produkta orientācija
Izlases orientācija palielina iespējamo izvēles pozu skaitu, kuras sistēmai jāapstrādā. Atkarībā no izstrādājuma daži virzieni var nodrošināt skaidru satveršanas virsmu, savukārt citi rada aizsprostojumu, sliktu piekļuvi, nestabilu pacelšanu vai sadursmes risku. Produkta orientācijas kontrole augšup pa straumi dažkārt var efektīvāk samazināt sistēmas sarežģītību nekā arvien sarežģītāka robotu iespēju pievienošana lejup pa straumi.
Produkti, kas pārklājas vai sapinušies
Produktu pārklāšanās rada gan uztveres, gan ieguves problēmas. Redzes sistēmai ir jānosaka, kurš produkts ir pieejams, savukārt robotam tas ir jānoņem, nevelkot, nevelkot vai netraucējot blakus esošos objektus. Sajukuši elastīgi izstrādājumi rada vēl grūtāku problēmu, jo viena objekta noņemšana var mainīt vairāku citu objektu atrašanās vietu. Šīs lietojumprogrammas parasti jāuzskata par priekšizpētes{3}}testēšanas problēmām, nevis jāpieņem, ka tās atrisinās tikai papildu programmēšana.
Nekonsekventa atstarpe
Produktu atstatums var arī noteikt, vai teorētiskais robota izvēles un novietošanas ātrums nozīmē faktisko caurlaidspēju. Apsveriet sistēmu, kas paredzēta vidējam ražošanas ātrumam 60 produkti minūtē. Šis vidējais rādītājs vien nepasaka inženierim, vai robots var apstrādāt reālo produktu plūsmu.
Ja produkti tiek piegādāti vienmērīgi vienam produktam sekundē, lietojumprogramma var darboties ļoti atšķirīgi no konveijera, kas nodrošina tādu pašu vidējo ātrumu neregulārās kopās. Klastera laikā robotam pieejamajā komplektēšanas logā var iekļūt vairāk produktu, nekā tas spēj apstrādāt. Produkti pēc tam var pārvietoties ārpus sasniedzamās izsekošanas zonas, pirms robots pabeidz iepriekšējo atlasi. Tāpēc vidējā caurlaidspēja izklājlapā var izskatīties pieņemama, savukārt momentānā produktu plūsma izraisa nokavētu izvēli ražošanā.
Iespējamie procesa{0}}līmeņa risinājumi ietver augšējo atstarpes kontroli, izšķiršanu, uzkrāšanu, buferizāciju, lielākas izsekošanas zonas, vairākus robotus, izmaiņas barošanas procesā. Tas ilustrē svarīgu principu:robota veiktspēja ir jānovērtē, ņemot vērā faktisko produkta{0}}plūsmas darbību, nevis tikai vidējo caurlaidspēju.
Konveijera izsekošanas un robotu kustības ierobežojumi
Produktu lietojumprogrammu pārvietošana-pastiprina vēl vienu sarežģītības pakāpi, jo mērķis turpina mainīt pozīciju, kamēr robots atlasa un novieto savu kustību.
Rūpnieciskās konveijera{0}}izsekošanas sistēmas ir īpaši izstrādātas, lai koordinētu robota kustību ar kustīgiem produktiem. Piemēram, ABB dokumentē konveijera izsekošanas funkcijas un sasniedzamu-mērķa prognozi ātrgaitas-konveijera lietojumprogrammām. Tomēr konveijera izsekošana nenovērš visus kustības ierobežojumus.
Sasniedzams izsekošanas logs
Katrai robotu šūnai ir praktisks apgabals, kurā var noteikt kustīgu mērķi, tam pietuvoties, paņemt un noņemt. Ja produkts sasniedz šī pieejamā loga beigas, pirms robots pabeidz atlasi, iespēja var tikt zaudēta.
Pieejamais laiks kļūst mazāks, jo konveijera ātrums palielinās, produkti pienāk tuvāk viens otram, robota pārvietošanās attālums palielinās, atlases kustība kļūst sarežģītāka, redzes vai komunikācijas latentums palielinās, sarežģītai satveršanai nepieciešama lēnāka pieeja vai nostādināšana. Šī iemesla dēļ maksimālo robota cikla ātrumu nevajadzētu uzskatīt par tādu pašu kā ražošanas caurlaidspēju.
Paātrinājums ir tikpat svarīgs kā maksimālais ātrums
Izvēles un novietošanas robotam var būt liels norādītais maksimālais ātrums, nesasniedzot šo ātrumu īsu atlases{0}}un-novietošanas kustību laikā. Reālie cikli ietver paātrinājumu, palēninājumu, tuvošanās kustības, satveršanas laiku, atlaišanas laiku, ceļa ierobežojumus un vadības loģiku. Tāpēc nelielas-attāluma, ātrgaitas{5}}atlasīšanas lietojumprogrammas ir jānovērtē, izmantojot reprezentatīvus kustības ceļus, nevis paļaujoties tikai uz virsraksta ātruma specifikācijām.
Atkopšanas darbība ietekmē arī caurlaidspēju
Nominālais cikla laiks raksturo veiksmīgus ciklus.
Ražošanas caurlaidspēja ir atkarīga arī no tā, kas notiek pēc neveiksmīgas.
Piemēram:
Vai sistēma mēģina to pašu izvēlēties vēlreiz?
Vai tas izvēlas citu produktu?
Vai neveiksmīgs satvēriens aptur līniju?
Vai sistēma var automātiski atjaunoties?
Vai operatoram ir jānoņem problemātisks produkts?
Sistēma ar ātru nominālo ciklu, bet biežu manuālu iejaukšanos var nodrošināt zemāku efektīvu produktivitāti nekā nedaudz lēnāka savākšanas un novietošanas sistēma ar stabilu autonomu atjaunošanos.
Augsta SKU mainīgums var samazināt automatizācijas efektivitāti
Robots tehniski var izvēlēties daudz dažādu produktu, vienlaikus darbojoties neefektīvi. Augsta SKU mainīgums ietekmē vairāk nekā redzes atpazīšanu. Dažādiem produktiem var būt nepieciešamas izmaiņas satvēriena vietās, piesūcekņos vai pirkstos, robota ātrumā, pieejas leņķos, redzes receptēs, izvietojuma shēmās, armatūrā, lietderīgās slodzes iestatījumos, produkta -īpašos kvalitātes noteikumos.
Tāpēc galvenais jautājums nav vienkārši:Vai robots var izvēlēties katru SKU?
Labāks jautājums ir:Vai visa sistēma var apstrādāt nepieciešamo SKU kombināciju bez pārmērīga pārslēgšanās laika, instrumentu sarežģītības vai operatora iejaukšanās?
Piemēram, automatizēta šūna var būt tehniski spējīga apstrādāt desmit produktu saimes. Taču, ja, pārejot no vienas ģimenes uz citu, nepieciešama manuāla instrumentu maiņa, armatūras pielāgošana, redzes pārkonfigurācija, programmas izvēle un validācija, kopējais pārejas slogs var samazināt automatizācijas vērtību. Ja SKU daudzveidība ir liela, iespējamības aprēķinos ir jāiekļauj darbības apstākļi, nevis jāapsver atsevišķi produktu testi.
Kā pārbaudīt izvēles un novietošanas ierobežojumus pirms aprīkojuma iegādes
Dažas robotu lietojumprogrammas var novērtēt ar inženiertehniskiem aprēķiniem un pārbaudītām komponentu kombinācijām. Citi ir pelnījuši fizisku pārbaudi, pirms tiek norādīts galīgais robots, satvērējs, redzes sistēma vai šūnu arhitektūra.
Priekšizpētes pārbaude ir īpaši vērtīga caurspīdīgiem vai ļoti atstarojošiem izstrādājumiem, elastīgiem maisiņiem, somām, tekstilizstrādājumiem vai mīkstiem izstrādājumiem, porainām, raupjām, eļļainām, mitrām vai stipri teksturētām virsmām, cieši iesaiņotiem vai pārklājošiem produktiem, nejauši izvēlētiem-tvertnēm, produktiem ar ievērojamām izmēru vai iepakojuma izmaiņām, lietojumprogrammām ar daudziem SKU, {1}vieniem un tiem pašiem instrumentiem jutīgiem produktiem{1} ātrgaitas-konveijera komplektēšana, produkti ar neparedzamu orientāciju vai noformējumu. Noderīgai priekšizpētes pārbaudei vajadzētu darīt vairāk, nekā pierādīt, ka robots var izvēlēties vienu ideālu paraugu.
|
Testēšanas princips |
Apraksts |
|
Izmantojiet reprezentatīvus produktus |
Testēšanā jāiekļauj ražošanas laikā sagaidāmās izmaiņas. Atkarībā no pielietojuma, kas var ietvert izmēru, krāsas, virsmas apdares, piepildījuma līmeņa, iepakojuma stāvokļa, orientācijas, piesārņojuma, mitruma, ražošanas pielaides atšķirības. Pārbaudot tikai vieglāko paraugu, var rasties nepatiesa pārliecība. |
|
Pārbaudiet atkārtotus ciklus |
Viena veiksmīga izvēle pierāda, ka izvēle ir fiziski iespējama. Tas nepierāda, ka process ir-gatavs ražošanai. Ir nepieciešami atkārtoti izmēģinājumi, lai atklātu periodiskas kļūmes un noteiktu, vai problēmas rodas konkrētos produkta vai prezentācijas apstākļos. |
|
Izmēriet vairāk nekā izvēlieties panākumus |
Priekšizpētes testā ir jānovērtē metrika, kas attiecas uz faktiskajām ražošanas prasībām, tostarp:- veiksmīgas atlases biežums, cikla laiks, nokavētas atlases, saķeres kļūmes, nokrituši produkti, produkta bojājumi, redzes traucējumi, atkopšanas laiks, operatora iejaukšanās, veiktspēja reprezentatīvos SKU. |
Katrai robotizētai atlases lietojumprogrammai nav vispārēji pieņemama veiksmes rādītāja vai cikla{0}}laika robežas. Pareizais slieksnis ir atkarīgs no ražošanas prasībām, pakārtotajām sekām, darba ekonomikas, kvalitātes prasībām, pieejamās buferizācijas un atteices izmaksām. Tāpēc šis slieksnis būtu jānosaka pirms testēšanas sākuma, nevis jāizvēlas pēc tam, kad ir zināmi rezultāti.
Kad robots Pick and Place var nebūt labākais risinājums
Ne katrs sarežģīts apstrādes process ir jāatrisina, pievienojot progresīvāku robotu. Dažreiz ierobežojums ir pats process.
| Ierobežojošs nosacījums | Apraksts |
|---|---|
| Ļoti mazs ražošanas apjoms | Maza apjoma ražošana automātiski neizslēdz automatizāciju, taču plašu inženieriju un integrāciju var būt grūti attaisnot, ja esošais manuālais uzdevums ir vienkāršs, drošs un ātrs. Lēmumam vajadzētu būt balstītam uz visu biznesa situāciju, nevis tikai uz robota iespējām. |
| Nav atkārtojamas satveršanas metodes | Automatizācija kļūst sarežģīta, ja produkts nenodrošina stabilu veidu, kā atrasties, piekļūt, satvert, pārvietot un atbrīvot. Ja virsmas stāvoklis un izstrādājuma forma atšķiras tik ļoti, ka neviena satveršanas pieeja nav uzticama, projektā var būt nepieciešams mainīt produkta noformējumu vai iepakojumu, pirms būs jēga turpmākai robota optimizācijai. |
| Pārmērīga cilvēka spriestspēja | Daži uzdevumi lielā mērā ir atkarīgi no cilvēka interpretācijas un manipulācijām. Ļoti sapinušies, nestabili, nejauši bloķēti vai neparedzami priekšmeti var likt operatoram pieņemt jaunu lēmumu par manipulāciju gandrīz katrā ciklā. Šādas lietojumprogrammas nav automātiski neiespējamas automatizēt, taču pieaugošā tehniskā sarežģītība ir jāpamato ar automatizācijas radīto vērtību. |
| Pārmērīgas maiņas prasības | Tehniski elastīgs robots negarantē elastīgu ražošanas sistēmu. Ja katrai SKU maiņai ir nepieciešama būtiska manuāla pielāgošana, instrumentu maiņa, armatūras nomaiņa, pārprogrammēšana vai validācija, manuāls vai daļēji automatizēts process var palikt praktiskāks. |
| Slikta automatizācijas ekonomika | Tehniskā iespējamība un komerciālā iespējamība ir dažādi jautājumi. Sistēma var sekmīgi izvēlēties produktu, lai gan tā joprojām nav piemērota, ja ir iekļautas kopējās ieviešanas izmaksas, apkope, dīkstāves, pārejas prasības, personāla vajadzības un paredzamā atmaksāšanās. Šādos gadījumos labāks inženiertehniskais risinājums var būt uzlabot produkta prezentāciju, pārveidot satveršanas saskarni, automatizēt tikai visvairāk atkārtojošos procesa daļu, apvienot manuālās un robotizētās darbības, saglabāt esošo manuālo procesu. |
Kā samazināt izvēles un novietošanas ierobežojumus
Visefektīvākais risinājums ne vienmēr ir jaudīgāks robots. Daudzas robotu atlases problēmas var samazināt, uzlabojot procesu ap savākšanas un novietošanas robotu.
Pirms robota ātruma vai redzes sarežģītības palielināšanas novērtējiet, vai lietojumprogrammu var vienkāršot, izmantojot kontrolētu produktu atstatumu, uzlabotu apgaismojumu, konsekventu fonu, labāku produkta orientāciju, izkārtojumu, pieejamākas satveršanas virsmas, piemērotu --rokas galu, samazinātu SKU-specifisko pāreju skaitu, labāku buferizāciju un konveijera vadību.
Mērķim ir jābūt atkārtota procesa izveidei, ko robots, kas izvēlas un novieto, var veikt uzticami. Vienkāršāks un vairāk kontrolēts fiziskais process bieži vien rada spēcīgāku automatizācijas sistēmu nekā prasība robotam, redzes sistēmai un programmatūrai kompensēt neierobežotu mainīgumu.
FAQ: izvēles un vietas ierobežojumi
Secinājums
Pats svarīgākaisizvēles un vietas ierobežojumiTos reti nosaka tikai robota izvēles un novietošanas specifikācija. Veiksmīga robotu komplektēšana ir atkarīga no pilnīgas mijiedarbības starp izstrādājumu, redzes sistēmu, satvērēju, robota kustību, konveijeru, augšējo prezentāciju, ražošanas izmaiņām un darbības prasībām. Robots ar pietiekamu lietderīgo slodzi, sasniedzamību un nominālo ātrumu joprojām var darboties slikti, ja produkti nav redzami vienmērīgi, satveramās virsmas ir neuzticamas, piekļuve ir ierobežota, produkti tiek piegādāti neparedzami vai SKU izmaiņas rada pārmērīgu darbības sarežģītību.
Sarežģītiem lietojumiem labākā pieeja ir noteikt šos ierobežojumus laikus un pārbaudīt reprezentatīvos produktus pirms visas sistēmas iegādes.
Mērķis nav vienkārši pierādīt, ka robots var veiksmīgi izvēlēties. Tas ir nepieciešams, lai noteiktu, vai viss process var ticami atkārtot šo izvēli ar nepieciešamo ražošanas ātrumu tādos apstākļos, kādi faktiski pastāvēs rūpnīcā.
Vai esat gatavs ieviest robotu pick and place?
Neatkarīgi no tā, vai jaunināt savu gala automatizāciju vai meklējat uzticamu robotu{0}}un{1}}piegādātāju, sazinieties ar RBTIC, lai saņemtu bezmaksas pielāgotus-un-pielāgotus risinājumus un izkārtojuma dizainus vai rezervētu rūpnīcas apskati.
