Visionary-S-3D-konenäkökameran käyttöönotto robottisolussa

Abstract

Opinnäytetyössä selvitettiin vaatimuksia SICKin Visionary-S-3D-konenäkökameran käyttöönottoa varten robottisolussa. Työssä käsiteltiin tarvittavat välivaiheet ja ominaisuudet kameran ja robotin ohjelmistossa yhteistyön onnistumiseksi. Työn teoriaosuudessa esiteltiin erilaisia tekniikoita 3D-konenäön toteutukseen sekä eri toteutustapojen vahvuuksia ja heikkouksia.

Robotille ohjelmoitiin yksinkertainen bin-picking -ohjelma, jossa kameran avulla robotti ohjattiin noutamaan kappaleita, jotka olivat päällekkäin ja vaikeissa asennoissa. Työ toteutettiin Fanuc CR-7iA/L-yhteistyörobotilla. Työssä käsiteltiin myös robotin vaatimia ohjelmia sekä Fanucin KAREL -koodeja.

Työn lopuksi demo-ohjelman pohjalta luotiin pieni automaatiosolu, joka esiteltiin kevään 2022 teknologiamessuilla. Yhden kameran mahdollisuus 3D-kappaleentunnistukseen sekä törmäyksien tunnistukseen herätti paljon kiinnostusta.

Työn välivaiheita olivat yhteyden luonti ja testaus, robotin ja kameran koordinaatistojen kalibrointi sekä ohjelman suunnittelu ja toteutus. Työssä haastateltiin JTA Connection -yrityksen automaatioinsinöörejä aiemmin käytössä olleista 3D-kappaleentunnistusmenetelmistä ja 3D-konenäön mahdollisuuksista.

Opinnäytetyön lopussa pohdittiin solun mahdollista jatkokehitystä sekä kameran käyttömahdollisuuksia muissakin käyttötarkoituksissa. Kameran merkkiriippumattomuus eri robottivalmistajien välillä helpottaa suunnittelijan työtä myös yllättävien muutosten edessä.

Machine vision is a staple part of industrial automation. In recent years 3D machine vision has been starting to gain interest as an option for many different automation solutions.

This thesis deals with the necessary procedures for integrating SICK’s Visionary-S 3D machine vision camera as a part of a robotic application. The work was divided into smaller parts that went over establishing connection between the camera and the robot, calibrating the coordinates, and designing and making a demonstration program.

The demonstration bin-picking program was made for the robot in which the robot was directed by the camera to pick up parts in difficult positions. The robot used in this solution was FANUC’s CR-7iA/L collaborative robot. This study also dealt with the programs and KARELs needed from the FANUC robot.

After creating a successful demonstration program, a new layout and program was made for the Teknologia 22 expo on the basis of this thesis.

Other possible use cases for 3D machine vision technology as well as possible development for this robot application were considered when this thesis was completed. Visionary-S camera’s capabilities of working with every manufacturer’s robots makes re-designing the application easier when faced with surprising changes during the development of any cell.