Текст: Анна Кучумова

В конце мая в московском «Экспоцентре» пройдет ставшая уже традиционной выставка «Металлообработка», где разработчики приборов и механизмов для металлургов представят свою продукцию публике. Одной из анонсируемых новинок выставки станет FANUC Bin Picking Robot от классического японского производителя роботизированных систем.

Приведем в порядок
Новинка представляет собой стандартную серийную модель погрузочного робота, оборудованного специальным сенсором 3D Area Sensor, а также имеющего программное обеспечение «Bin Picking». Такие опции помогают роботу работать с деталями, хаотично расположенными в емкости: он умеет определять их точное местоположение, забирать детали одну за одной, одновременно находя безопасные пути по достижению точки захвата, избегая столкновения со стенками контейнера и устанавливать детали в заранее определенное место.
Дело в том, что процесс разгрузки каких-либо деталей — работа монотонная и зачастую физически тяжелая. И перед работодателем стоит вопрос: нанимать большее количество работников для выполнения данной операции, либо тратить средства на полную автоматизацию процесса. Проблема осложняется еще и тем, что далеко не всегда удается найти достаточное количество людей, готовых в условиях цеха целый рабочий день заниматься однообразной выгрузкой деталей.
Такую тяжелую и однообразную работу неплохо бы возложить на плечи робота. Только вот присутствующие на рынке манипуляторы не всегда могут справиться с поставленной задачей. На автоматическую сборку или дальнейшую обработку детали и заготовки могут подаваться поштучно и партиями в ориентированном или дезориентированном положении. Ориентированным считается определенное одинаковое положение всех деталей, например всех валиков в горизонтальном положении или всех валиков в вертикальном положении. Дезориентированным считается случайное, хаотичное положение деталей, например валиков, ссыпанных в тару. Для человека задача по сортировке таких деталей представляется элементарной, однако абсолютное большинство современных роботов может брать деталь или заготовку только в предварительно ориентированном виде и в заданном месте пространства, что требует применения кассет, магазинов или бункеров с ориентирующими устройствами. Эту проблему и призвана решить новая технология FANUC, которая, как и человек, умеет различать и брать детали в любом положении. 
«FANUC Bin Picking Robot может использоваться на любых предприятиях, где требуется решение задач по выгрузке деталей, хаотично расположенных в некой емкости. Из самого простого применения можно предположить такой вариант: система осуществляет поиск детали на данный момент времени расположенной в емкости самым удобным для ее забора образом, рассчитываются координаты, по которым манипулятор подходит к детали, и изымает ее. При наличии дополнительной камеры робот может «на лету» определить ориентацию взятой детали и правильным образом установить ее, к примеру, в зажимное устройство станка», — рассказывает руководитель технической поддержки «FANUC Россия» Владимир Майский.

P align=justify>Текст: Анна Кучумова

В конце мая в московском «Экспоцентре» пройдет ставшая уже традиционной выставка «Металлообработка», где разработчики приборов и механизмов для металлургов представят свою продукцию публике. Одной из анонсируемых новинок выставки станет FANUC Bin Picking Robot от классического японского производителя роботизированных систем.

Приведем в порядок
Новинка представляет собой стандартную серийную модель погрузочного робота, оборудованного специальным сенсором 3D Area Sensor, а также имеющего программное обеспечение «Bin Picking». Такие опции помогают роботу работать с деталями, хаотично расположенными в емкости: он умеет определять их точное местоположение, забирать детали одну за одной, одновременно находя безопасные пути по достижению точки захвата, избегая столкновения со стенками контейнера и устанавливать детали в заранее определенное место.
Дело в том, что процесс разгрузки каких-либо деталей — работа монотонная и зачастую физически тяжелая. И перед работодателем стоит вопрос: нанимать большее количество работников для выполнения данной операции, либо тратить средства на полную автоматизацию процесса. Проблема осложняется еще и тем, что далеко не всегда удается найти достаточное количество людей, готовых в условиях цеха целый рабочий день заниматься однообразной выгрузкой деталей.
Такую тяжелую и однообразную работу неплохо бы возложить на плечи робота. Только вот присутствующие на рынке манипуляторы не всегда могут справиться с поставленной задачей. На автоматическую сборку или дальнейшую обработку детали и заготовки могут подаваться поштучно и партиями в ориентированном или дезориентированном положении. Ориентированным считается определенное одинаковое положение всех деталей, например всех валиков в горизонтальном положении или всех валиков в вертикальном положении. Дезориентированным считается случайное, хаотичное положение деталей, например валиков, ссыпанных в тару. Для человека задача по сортировке таких деталей представляется элементарной, однако абсолютное большинство современных роботов может брать деталь или заготовку только в предварительно ориентированном виде и в заданном месте пространства, что требует применения кассет, магазинов или бункеров с ориентирующими устройствами. Эту проблему и призвана решить новая технология FANUC, которая, как и человек, умеет различать и брать детали в любом положении. 
«FANUC Bin Picking Robot может использоваться на любых предприятиях, где требуется решение задач по выгрузке деталей, хаотично расположенных в некой емкости. Из самого простого применения можно предположить такой вариант: система осуществляет поиск детали на данный момент времени расположенной в емкости самым удобным для ее забора образом, рассчитываются координаты, по которым манипулятор подходит к детали, и изымает ее. При наличии дополнительной камеры робот может «на лету» определить ориентацию взятой детали и правильным образом установить ее, к примеру, в зажимное устройство станка», — рассказывает руководитель технической поддержки «FANUC Россия» Владимир Майский.

«Глаза» робота
Управляться с хаотично расположенными деталями человеку помогает зрение: он смотрит на бессистемно разложенные детали, и его мозг моментально разрабатывает алгоритм их упорядочивания. Для того чтобы робот смог заменить на рабочем месте человека, его оснащают функцией технического зрения. «Глазами» FANUC Bin Picking Robot является пространственный датчик 3D Area Sensor.
Он состоит из трех основных комплектующих: двух камер и одного проектора. Во время начала работы проектор за очень малое время проецирует на некоторую определенную область набор шаблонов в виде параллельно расположенных отрезков, в то время как камеры производят ряд снимков поверхности. После этого встроенным программным обеспечением составляется топографическая карта, которая затем будет использована для расчета местоположения деталей. Притом, детали могут быть распознаны, даже если они покрыты грязью или ржавчиной. Несколько деталей могут быть определены одновременно за один снимок, что позволяет достичь среднего времени цикла в 8-12 секунд.
Основываясь на рассчитанных данных, так называемая функция «Interference Avoidance», которая является частью программного обеспечения «Bin picking», позволяет также рассчитать наиболее подходящие положения для манипулятора по забору деталей. Данная процедура проводится с целью недопущения соударений манипулятора или инструмента, установленного на него, со стенами емкости. После этого деталь может быть забрана и перемещена в необходимое место. Единожды взяв деталь, манипулятор подносит ее к системе iRVision 2D для определения ориентации расположения последней в захватывающем устройстве, и, учтя обнаруженные смещения, помещает ее в технологическое оборудование (к примеру, сверлильно-фрезерный обрабатывающий станок FANUC Robodrill) для дальнейшей обработки или просто на конвейер.
Аппаратная часть и программное обеспечение FANUC 3D Area Sensor полностью интегрируются в контроллеры серии R-30iB. Никакие дополнительные элементы, в том числе персональный компьютер, для получения и обработки изображений не требуются. Вся настройка, программирование и управление могут удобно производиться со стандартного пульта управления роботом.

Механический работник
Традиционная задача роботизированных технологий — это замена ручного труда, что дает возможность обойти так называемый «человеческий фактор» — ошибки, допущенные работником от усталости или невнимательности.
«Первым предприятием в Европе, где была установлена технология Bin Picking, является завод по производству грузовых автомобилей. Целью использования манипулятора является замена живой рабочей силы для выгрузки деталей типа «шатун» из поддона с последующей установкой их в зажимное устройство, после чего деталь переходит на следующий обрабатывающий этап», — говорит Владимир Майский.
Однако, по словам специалистов, технический прогресс уже шагнул дальше, и Bin Picking скорее призвана заменить не человека, а сложные автоматизированные линии по подаче, сортировке и фиксации объектов. Разработка FANUC дает возможность уйти от необходимости в таком нагромождении и обойтись лишь манипулятором со специальным оборудованием.

Технические характеристики
Характеристики системы напрямую зависят от модели робота: технология обеспечивает реализацию дополнительных опций, однако не влияет на производительность или энергопотребление манипулятора.
«В качестве примера можно взять нашу выставочную ячейку. В ней реализовано решение в области Bin picking с помощью робота FANUC M-10iA/10M с контроллером серии R-30iB. Потребляемая мощность данной модели — 1 кВт. Как и остальные «желтые» роботы, она имеет возможность работать в режиме 24/7, конечно же, если соблюдать условия эксплуатации и своевременно проводить техническое обслуживание. Радиус области досягаемости данной модели робота 1422 мм, повторяемость 0,08 мм, вес 130 кг», — говорит Владимир Майский.
Что же касается условий, необходимых для работы описываемой технологии, то специфические требования касаются, в первую очередь, такого элемента, как 3D AREA SENSOR. Оптимальная температура окружающей среды для его работы — 0-45 ^оC, влажность помещения — не более 75%, уровень вибраций не более 0,5 g. Также для работы датчика желательно постоянное, но неяркое освещение. В общем — обычные условия, которые встречаются в помещениях, типичных для подобных производственных процессов.
Ну и, конечно же, технология Bin Picking, равно как и 3D AREA SENSOR, может работать только с манипуляторами FANUC, ведь разработчики создавали его исключительно для оснащения собственного оборудования. Последнее должно соответствовать единственному требованию: иметь контроллер поколения R-30iB.