Safety, 3D Vision and Bin Picking, a SICK and KUKA collaboration

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SICK_presentazioneGattoI robot KUKA equipaggiati con le tecnologie SICK all’evento “Safety, 3D Vision and Bin Picking, a SICK and KUKA collaboration”

Si è tenuto lo scorso 16 giugno, presso il KUKA Application Center di Rivoli (TO), il workshop dedicato alla sicurezza nelle applicazioni di robotica industriale.

Con 5.000 robot KUKA venduti in Italia nel 2015, il mercato della robotica si attesta come il settore con il più alto tasso di crescita nell’automotive. I motivi di questo successo, come ha spiegato Alberto Pellero, Marketing & Key Account Manager di KUKA, sono da ricollegarsi innanzitutto ad una richiesta di modernizzazione delle attrezzature produttive, legata non solo ad aumentare l’efficienza degli impianti, ma anche ad un concetto di energy efficiency. Un nuovo robot, infatti, può far risparmiare fino al 30% di energia rispetto a un macchinario di vecchia generazione. Inoltre c’è sempre più tendenza a far interagire uomo e macchina, grazie anche alla semplicità di utilizzo dei nuovi dispositivi. Non ultimo, la nuova produzione, caratterizzata da bassi volumi di produzione ma con alto mix di prodotti, spinge le aziende a dotarsi di nuovi macchinari configurabili in modo semplice ed intuitivo per poter modificare la produzione in tempi molto rapidi.

I nuovi sistemi meccanici cyberfisici, racchiudendo in un unico dispositivo intelligenza e sensoristica, diventano quindi i protagonisti della robotica collaborativa. La maggiore compresenza uomo e macchina nello stesso ambiente lavorativo rende necessario mettere in sicurezza le attività degli operatori; per questo è indispensabile l’utilizzo di barriere fotoelettriche e laser scanner, che SICK produce con successo da 70 anni. Con oltre 3.000 brevetti attivi e un investimento annuo del 10% del fatturato in Ricerca e Sviluppo, SICK è in grado di fornire soluzioni affidabili e flessibili per qualsiasi applicazione.

La prima barriera immateriale di sicurezza ottica per la protezione di mani e braccia degli operatori venne creata nel 1952 dall’Ing. Erwin Sick che, reduce dalla campagna di Russia, tornò in Germania per costruire dispositivi optoelettronici ed ebbe l’intuizione di utilizzarli per la salvaguardia delle persone e dell’ambiente. Da allora la storia di SICK è stata costellata da importanti traguardi, come il brevetto per il primo dispositivo al mondo per il controllo dei fumi nel 1958, e la creazione di sensori intelligenti che hanno definito nuovi standard di riferimento.

Robot “Stop&Go” per la sicurezza degli operatori grazie ai laser scanner di SICK

Nel corso del workshop, Costantino Ghigliotti, Sales Manager Factory Automation di SICK S.p.A., ha presentato i laser scanner di sicurezza SICK, capaci di monitorare più aree contemporaneamente e, quindi, in grado di contribuire in modo determinante all’aumento della produttività degli impianti. Grazie al loro utilizzo è possibile circoscrivere aree di lavoro nelle quali I robot possono operare o meno. Nel caso in cui ciò dovesse verificarsi, i software di sicurezza KUKA, configurabili in sole 2 ore, portano il robot in situazioni di STOP 0 (il robot aziona i freni e blocca qualsiasi attività in corso) o STOP 1 (il robot rallenta i suoi movimenti), come è stato possibile vedere nelle celle Demo Safe Operation e Safety Human Robot Collaboration. Grazie al scanner laser di SICK entrambi i robot possono lavorare liberamente senza alcuna barriera protettiva, garantendo comunque un certificato di sicurezza di categoria 3.

Sicurezza e visione sono la chiave di volta di qualsiasi robot intelligente Industry 4.0”, afferma Costantino Ghigliotti. “Le soluzioni offerte da SICK trovano applicazione nel campo della robotica non solo per la messa in sicurezza delle aree di lavoro, ma anche per l’identificazione degli oggetti. Pensiamo, ad esempio, alle applicazioni di bin picking in cui si ha una prima fase di localizzazione, riconoscimento e presa di strumenti posizionati all’interno di box grazie a telecamere 3D che restituiscono informazioni precise su volume ed altezza degli oggetti scansionati, anche con contrasto minimo o variabile, e una seconda fase in cui i pezzi prelevati devono essere spostati in un’area dove sono presenti operatori umani. In questo caso i laser scanner di sicurezza S300 e S3000 di SICK segnalano se una persona entra nell’area di lavoro, rallentando o bloccando il robot stesso, garantendo flessibilità, sicurezza ed efficienza”.

Sistema di visione robotica PLB

Il sistema di visione PLB di SICK, allestito nell’area demo dell’Application Center, è stato progettato per la localizzazione precisa di oggetti posti in cassoni in modo casuale, con una velocità di 5-6 secondi. Il sistema può identificare pezzi di dimensioni maggiori di 100mm in tutte le dimensioni, con un’accuratezza inferiore a ±2mm e ±1 grado di rotazione.

PLB utilizza i modelli CAD tridimensionali per localizzare all’interno della nuvola di punti l’oggetto anche in presenza di scenari complessi. Il software incluso gestisce la completa rotazione 3D dei pezzi e la loro sovrapposizione per personalizzare ogni applicazione. Inoltre controlla le collisioni durante la presa, impiega modelli CAD 3D dei pezzi e della pinza di presa come input, e restituisce le possibili posizioni di presa in coordinate robot.

La telecamera 3D di cui è dotato il sistema acquisisce immagini indipendenti dalle caratteristiche dei pezzi e dai movimenti esterni. Le immagini prodotte sono di alta qualità, e la robustezza della camera rende il sistema insensibile a variazioni di contrasto e colore, risultando ideale per l’utilizzo in applicazioni per la movimentazione di parti metalliche.

Sia i componenti hardware che software sono pronti all’uso e possono entrare in funzione senza ulteriori predisposizioni. Inoltre, la flessibilità di PLB consente di variare i formati in lavorazione in celle di lavoro già funzionanti. Progettato per una semplice integrazione e la massima flessibilità, è in grado di lavorare in applicazioni con alti tassi di produzione, anche in condizioni difficili.

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