Cobot’lar ile parça alma (Bın Pıckıng) nasıl yapılır?

Bin picking yani parça alma bir robot tarafından bir kutunun içine veya bir palete rastgele yerleştirilen nesneleri almak için kullanılan tekniğin adıdır. Bu yöntem, bir robotun geniş programlama zamanına ihtiyaç duymadan nesneleri hızlı bir şekilde yakalamasını sağlar. Akıllı kamera ve sensör sistemleri ile iş birliği içinde çalışan robot, ürünleri almak ve bir sonraki yere taşımak için yüzeyi tarar, uygun ürünü alır ve ilgili iş için yerleştirir.

Otomasyon endüstrisi parça taşıma ihtiyacı konusunda çözüm önerileri geliştirerek bu ihtiyacı karşılamaya çalışıyor. Her otomasyon fuarında, bu sorunu çözdüğünü iddia eden birkaç şirket oluyor. Örnek vermek gerekirse, 2018 Münih Automatica’da en az 14 parça alma (bin picking) gösterisi yapıldı. Ancak çözüm sunduğunu iddia eden firmaların çözümlerinin benimsenme oranı oldukça düşük kaldı.

ROBOTİK PARÇA ALMA (ROBOTİK BIN PICKING) İÇİN 6 YOL

Otomatik parça taşıma (robotik bin picking) işlemini bir kutudan rastgele yerleştirilmiş parçaları seçmek ve bunları tam olarak bir makineye yerleştirmek bir insan için basit bir iştir, ancak robotlar için zorlu bir görevdir. Robotlar, iş parçasının konulduğu kutu vb., diğer parçalar veya çalışma hücresinin kendisiyle çarpışmalardan kaçınırken, parçaları sonsuz sayıda yönde kavrayabilmeli ve kutunun vb. köşelerine derinlemesine ulaşabilmelidir. Şu anda, bin picking için birden fazla gelişmiş teknoloji gerektiren büyük bir sistem entegrasyon projesiyle tamamen otomatikleştirilebilir.

Robotik Bin Picking uygulamasında zorlukların üstesinden gelmemizi sağlayan bir dizi teknoloji vardır:

• Parçanın, robot uç elemanın, bırakma hedefinin ve çevresel engellerin 3B modeli
• Uç elemanı ile parçayı alıp bırakma hedefinin bir veya daha fazla yolunun bir modeli
• Kutunun vb. iş parçasının konulduğu modelin haritasını çıkarmak için bir 3D sensör
• Kutudaki her bir parçayı ve olası engelleri bulmak için görsel analiz yazılımı
• Parçanın alma noktasından bırakma hedefine herhangi bir yere çarpmadan rota belirlemek için uygun yolu planlayan yazılım sistemi.
• Robotu, uç elemanı ve rota boyunca parçayı taşımak için robot kontrol yazılımı

Bu bileşenlerden bazılarını içeren ve  taşıma zorluklarını ele alan ticari sistemler vardır. Genellikle bu sistemler, bir 3D sensörü ayrı bir bilgisayarda çalışan görsel analiz yazılımı ile birleştirir. Bir robotik uzmanının sensörü, ayrı bilgisayarı, ayrı yazılımı ve robot kontrol cihazını entegre etmesi ve ardından her parçanın konumunu almak için bir program yazması ve bırakma hedefine nasıl ulaşacağını bulması beklenir. Parça oryantasyonunda sonsuz bir varyasyon için genel bir yol planlama algoritması oluşturmak neredeyse imkânsız bir iştir. En iyi ihtimalle, haftalarca aylarca süren deneme ve ayarlama, güvenilmez performansa sahip özel bir algoritma sağlar. 

Parça taşıma çok karmaşık bir uygulama olduğundan, insanlar Derin Öğrenme Tekniklerini uygulamaya çalışırlar. Şimdiye kadar, sonuçlar, en azından endüstriyel kullanım için hayal kırıklığı yaratsa da yapay zekâ, daha düşük doğruluğun kabul edilebilir olduğu görüntü sınıflandırma ve ses tanıma gibi uygulamalar için çok etkilidir. Ancak üreticilerin parça taşıma işlemi için operatörlerin yerini alması gereken güvenilirlik ve doğruluğa sahip değildir.

KOBİ'LERİN İHTİYACINI KARŞILAMAK

Büyük entegrasyon ve programlama çabası gerektirdiğinden, gerçek dünyadaki çoğu parça taşıma kurulumlarının otomotiv OEM'leri gibi büyük, sofistike üreticilerde bulunması şaşırtıcı değildir. Ancak çoğu ambar ve makine imalatı yapan KOBİ'lerde de bulunur (dünya çapındaki endüstriyel iş gücünün %69'u). KOBİ'ler bir parça alma sistemi kurmak için gerekli en az sermaye ve uzmanlığa sahip nitelikli iş gücü sıkıntısı yaşamaktadır. 

Gerçekten evrensel bir parça taşıma çözümünün uzman olmayanlar tarafından kullanılabilmesi, birkaç saat içinde konfigüre edilebilmesi, çok az veya hiç ayar gerektirmeden çalışan ve KOBİ'ler için uygun maliyetli olan gelişmiş yol planlaması sağlaması gerekir.

Energid Teknoloji, tüm karmaşıklıkları entegre yazılım tarafından yönetilen eksiksiz bir sistem sağlayarak otomatik bin picking işlemini gerçekleştiriyor. Tüm sistem bileşenleri (sensör, görüntüleme ve yol planlama yazılımı ve ortak işlemci) önceden planlanıyor ve kurulum gerektirmeden robot kontrolörüne takılıyor. Bu, kurulum süresini yalnızca bir saate indiriyor.

Tüm programlama, UR+ platformu aracılığıyla UR cobot’un Teach Pendant ile entegre ediliyor ve böylece, aynı programlama ara yüzünü kullanan standart robot komutlarıyla parça taşıma eylemlerinin gerçekleşmesini sağlar. Eğitim süresi minimumdur. Kurulum ve programlama, bir insan operatörün geçmesi gereken eğitimi taklit eden bir dizi sihirbaz tarafından yönlendirilir. Örneğin, bir parça nasıl alınır, nereye bırakılır, kaçınılması gereken engeller vb.

OTOMATİK YOL PLANLAMASI, KULLANIM KOLAYLIĞI VE GÜVENİLİRLİK

Kutudaki her bir parça için bırakma hedefine kadar benzersiz ve çarpışmasız yol planlamak, taşıma için açık ara en önemli husustur ve genellikle bir otomasyon uzmanının yaratıcılığına bırakılır. Yol planlama, sistem güvenilirliğinin ana belirleyicisidir ve iyi yapılmazsa çarpışmalara, kutuda vb. kalan veya düşen parçalara ve kaçırılan hedeflere neden olacaktır.

Energid’in kutudan alma ‘bin picking’ çözümü, NASA uzay aracı, petrol sondaj platformlarındaki otonom robotlar, cerrahi uygulamalar ve endüstriyel otomasyon gibi görev açısından kritik uygulamalarda kanıtlanmış akıllı yol planlama ve hareket kontrol yazılımı Actin'den yararlanıyor. Actin, sahne arkasında ve gerçek zamanlı olarak, kullanıcı tanımlı ara noktalara ve manuel ayarlamaya gerek kalmadan her parça için yol planlamasını otomatikleştirerek performansı ve güvenilirliği artırır.

KOBİ'LER İÇİN ERİŞİLEBİLİR VE UYGUN MALİYETLİ ROBOTİK PARÇA ALMA

Öyleyse, parça alma (bin picking) sorununun bir kez ve tamamen çözüldüğünü ve manuel makine desteğinin geçmişte kaldığını söyleyebilir miyiz? Tam olarak değil, çünkü her zaman otomasyon için çok karmaşık olan ve öngörülebilir gelecekte operatörleri gerektirecek uygulamalar olacaktır. Bununla birlikte, uygun maliyetli cobot'lar, 3B görüntüleme ve akıllı hareket kontrol yazılımındaki gelişmeler, günümüzün makine bakım uygulamalarının çoğunu idare edebilen ve üreticilerin sınırlı kaynaklarını daha yüksek seviyelere çıkarmasını sağlayan yeni nesil parça taşıma çözümlerini mümkün kılacak şekilde gelişiyor. Daha da önemlisi, robotik parça alma yani robotik bin picking artık KOBİ'ler için erişilebilir ve uygun maliyetli hale geldi.