VISIONE 3D: UNA TECNOLOGIA MATURA CHE APRE NUOVE POSSIBILITA IN FONDERIA

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Concetta Conti
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1 3D CPS 2.0 THE NEW SOLUTION VISIONE 3D: UNA TECNOLOGIA MATURA CHE APRE NUOVE POSSIBILITA IN FONDERIA Ingegner Alessandro Caprioli, PhD

VISIONE 3D DAL 2009 PORTA AVANTI LO STUDIO PER LA REALIZZAZIONE DI UN SISETMA DI GUIDA ROBOT PER IL BIN

2 PRESENTAZIONI: CHI E ISS ISS, INNOVATIVE SECURITY SOLUTIONS SRL E UNA AZIENDA SPIN OFF DEL POLITECNICO DI MILANO CHE DAL 2008 OPERA NEL CAMPO DELLA VISIONE INDUSTRIALE, ED IN PARTICOLARE NEL CAMPO DELLA VISIONE 3D DAL 2009 PORTA AVANTI LO STUDIO PER LA REALIZZAZIONE DI UN SISETMA DI GUIDA ROBOT PER IL BIN PICKING BASANDOSI SUI LAVORI DI RICERCA SVOLTI PRESSO IL DIPARTIMENTO DI MECCANICA DEL POLITECNICO DI MILANO

3 PERCHE IL RANDOM BIN PICKING? L INTRODUZIONE DEI ROBOT HA MESSO A DISPOSIZIONE DEGLI INTEGRATORI DI SISTEMI DEI MANIPOLATORI COMPLETAMENTE FLESSIBILI IN QUANTO LA POSIZIONE DI PRESA E DI DEPOSITO, COSÌ COME LA TRAIETTORIA DA ESSI DESCRITTA PER PASSARE DAL PRIMO AL SECONDO PUNTO È COMPLETAMENTE PROGRAMMABILE VIA SOFTWARE.

4 PERCHE IL RANDOM BIN PICKING? FLESSIBILITA DEL ROBOT NON E SFRUTTATA A CAUSA DELLE PERIFERIE MECCANICHE I SISTEMI DI ALIMENTAZIONE SONO RIGIDI, RUMOROSI, DIFFICILMENTE RICONFIGURABILI Il ROBOT E UNA RISORSA NON SFRUTTATA

5 PERCHE IL RANDOM BIN PICKING? RIMOZIONE DELLE RIGIDEZZE CHE LIMITANO IL ROBOT: GUIDA 2D SOTTO CERTE CONDIZIONI E POSSIBILE SFRUTTARE SISTEMI DI VISIONE 2D: PEZZI SINGOLARIZZATI TERZA DIMENSIONE TRASCURABILE PRESENZA DI PROFILI BEN DEFINITI

6 PERCHE IL RANDOM BIN PICKING? PREGI TECNOLOGIA MATURA TECNOLOGIA AFFIDABILE LIMITI: TIPOLOGIA DI PEZZI DA PRELEVARE PARTI NON SOVRAPPOSTE DIPENDENZA DA PERIFERIA MECCANICA DIPENDENTE DALLE CONDIZIONI DI ILLUMINAZIONE Il ROBOT RESTA UNA RISORSA NON SFRUTTATA

7 PERCHE IL RANDOM BIN PICKING? QUANDO LE SOLUZIONI MECCANICHE NON BASTANO ED IL 2D NON FUNZIONA L UNICA SOLUZIONE E QUELLA DI AVERE DELLE STAZIONI DI LAVORO MANUALE CON UN OPERATORE CHE PRELEVA LE PARTI DAI CASSONI IMPONENDO UN LAVORO PESANTE E RIPETITIVO, IN ALTRE PAROLE USURANTE Il ROBOT HA LA FLESSIBILITA PER FARLO MA E «CIECO» E ANCORA UNA RISORSA NON SFRUTTATA LA RISPOSTA È IL SISTEMA DI GUIDA ROBOT TRIDIMENSIONALE

8 COSA E IL BIN PICKING? BIN PICKING: PRESA DI PEZZI ALLA RINFUSA DIRETTAMENTE DA MUCCHIO, CASSETTA O CASSONE SOLUZIONE CONVENIENTE PERCHE : FLESSIBILE : NON DIPENDENTE DA PERIFERIE MECCANICHE RIGIDE EFFICIENTE: OPERA IN TEMPO MASCHERATO SOLLEVA L OPERATORE DA MANSIONI RIPETITIVE ED USURANTI CONSENTE DI EFFETTUARE LA PRESA DI PEZZI DELICATI SILENZIOSO

9 LA STORIA DEL BIN PICKING GIÀ NEL 1986 IL PROFESSOR BERTHOLD KLAUS PAUL HORN DEL MIT SCRISSE NEL SUO FAMOSO VOLUME ROBOT VISION : UNO DEGLI ULTIMI OSTACOLI ALLA DIFFUSIONE DI ROBOT INDUSTRIALI È LA LORO INCAPACITÀ DI MANIPOLARE PARTI CHE NON SONO ACCURATAMENTE POSIZIONATE E SUCCESSIVAMENTE DOPO ANNI DI STUDI E TENTATIVI REALIZZATIVI FALLITI È STATA DEFINITA DA AUTOMATIONWORLD THE HOLY GRAIL OF AUTOMATION.

10 LA STORIA DEL BIN PICKING DALLA FINE DEGLI ANNI 90 VENGONO PROPOSTE A FIERE O COME DIMOSTRATORI DELLE SOLUZIONI PER IL RANDOM BIN PICKING TALI SOLUZIONI SI SONO DIMOSTRATE DEL TUTTO NON FLESSIBILI, IN QUANTO GARANTIVANO BUONE PRESTAZIONI SOLO CON PARTICOLARI MOLTO SEMPLICI O CON DETERMINATE CARATTERISTICHE (GEOMETRIA, FINITURA SUPERFICIALE, MATERIALE, CONDIZIONI IN CUI LAVORA IL SISTEMA) LE SOLUZIONI VENIVANO SVILUPPATE IN BASE ALLA SPECIFICA APPLICAZIONE

11 LA STORIA DEL BIN PICKING COSA SERVE PER AVERE UNA SOLUZIONE EFFICACE E FLESSIBILE PER IL BIN PICKING: ELEVATA COMPETENZA NEL CAMPO DELLA VISIONE 3D APPROFONDITA CONOSCENZA DEGLI ALGORITMI DI RICONOSCIMENTO GESTIONE DELLA COMPLESSITA DELLE POSE DI UN SINGOLO PARTICOLARE E DELLE SOVRAPPOSIZIONI GESTIONE DEL PERCORSO ROBOT PER EFFETTUARE LA PRESA IN MODO ACCURATO EVITANDO COLLISIONI CON L AMBINTE O GLI ALTRI PEZZI: NON BASTA LA DETERMINAZIONE DEL PUNTO DI PRESA! PROGETTO DELL ORGANO DI PRESA CHE DEVE POTER GARANTIRE IL PRELIEVO DEI PEZZI DISPOSTI CON DIVERSE POSE

12 VISIONE TRIDIMENSIONALE, DIVERSE TECNOLOGIE QUALE SCELTA PER IL MONDO INDUSTRIALE? VISIONE MONOCULARE IMMAGINI MULTIPLE VISIONE 3D - VISIONE STEREOSCOPICA - DEPTH FROM FOCUS - FOTOGRAMMETRIA - TRIANGOLAZIONE - LUCE STRUTTURATA - TEMPO DI VOLO 3D CPS: THE NEW SOLUTION

13 VISIONE 3D CALIBRAZIONE ED ACCURATEZZA IL SISTEMA DI VISIONE 3D DEVE GARANTIRE: ACCURATEZZA ELEVATA INSENSIBILITA ALLA LUCE AMBIENTALE ELEVATA AFFIDABILITA E VELOCITA SCANSIONE

14 ALGORITMI DI RICONOSCIMENTO TRIDIMENSIONALE QUALE SCELTA TRA GLI ALGORITMI PER IL RICONOSCIMENTO DEI PEZZI NELLA SCENA? SURFACE BASED PERMETTONO LA GESTIONE DI OGGETTI DI GEOMETRIA COMPLESSA CON ELEVATA ACCURATEZZA RICONOSCI MENTO

15 GESTIONE DEI PARTICOLARI DA PRELEVARE

16 GESTIONE DEL PERCORSO ROBOT IL RAGGIUNGIMENTO DEI PARTICOLARI NEL CASSONE E RAPPRESENTA UNA PROBLEMATICA DI DIFFICILE SOLUZIONE PER L INTEGRATORE. LA GENERAZIONE AUTOMATICA DELLE TRAIETTORIA E LA SOLUZIONE CHE PERMETTE LA REALIZZAZIONE DI APPLICAZIONI AFFIDABILI ED IN TEMPI LIMITATI

17 COS E UN SISTEMA DI GUIDA ROBOT 3D? E UNO STRUMENTO CHE INTEGRA IN UN SOLO SISTEMA TUTTE LE FUNZIONALITA CHE PERMETTONO DI «GUIDARE IL ROBOT» A SVOLGERE ATTIVITA COMPLESSE IN UN AMBIENTE TRIDIMENSIONALE CHE PUO ESSERE VARIABILE NEL TEMPO

18 LA VIA PER OTTENRE APPLICAZIONI AFFIDABILI E FACILMENTE RICONFIGURABILI VALUTAZIONE PRESE SCANSIONE IDENTIFICAZIONE PEZZO SUCCESSIVO GENERAZIONE TRAIETTORIE PRELIEVO

19 COSA SERVE AD UN SISTEMA DI VISIONE PERCHE DIVENTI UN GUIDA ROBOT AFFIDABILE NON SERVE ELEVATA COMPETENZA DI VISIONE PROGRAMMAZIONE GUIDATA SENZA SCRIVERE CODICE SISTEMA PRECALIBRATO SMART CAMERA 3D: NON SERVE PC LAVORA CON QUALSIASI ROBOT ANTROPOMORFO TOOL DI OTTIMIZZAZIONE REGISTRAZIONE GUIDATA UNA NUOVA APPLICAZIONE IN POCHE ORE GESTISCE PUNTI DI PRESA GENERA TRAIETTORIA ROBOT PER OGNI PEZZO PROGRAMMAZIONE ROBOT SI FA 1 SOLA VOLTA

20 LA SOLUZIONE INTEGRATA DI ISS PER IL BIN PICKING ISS, HA IDEATO E SVILUPPATO UNO STRUMENTO IN GRADO DI RISOLVERE LE PROBLEMATICHE PRESENTATE PERMETTENDO ALL INTEGRATORE DI SVILUPPARE CON SUCCESSO ED IN AUTONOMIA APPLICAZIONI BASATE SUL RANDOM BIN PICKING SENZA DOVER AVERE A DISPOSIZIONE COMPETENZE SPECIFICHE IN QUESTO CAMPO. LO PROPONE SUL MERCATO DALLA SECONDA META DEL 2014

21 3D CPS 2.0: AWARDS IL 3D CPS E STATO VALUTATO COME GOLD LEVEL ALLA 2015 INNOVATORS AWARDS PROMOSSA DALLA RIVISTA, RIFERIMENTO NEL SETTORE DELLA VISIONE PER L AUTOMAZIONE INDUSTRIALE, VISION SYSTEM DESIGN

22 3D CPS 2.0 SUL MERCATO DA FINE 2014 SONO STATI VENDUTI CIRCA 60 SISTEMI, TUTTI AD INTEGRATORI, LA MAGGIOR PARTE INSTALLATI PRESSO AZIENDE LEGATE AL MONDO AUTOMOTIVE, PRINCIPALEMTE IN ITALIA E GERMANIA SU DIVERSE TIPOLOGIE DI PEZZI

23 ESEMPI: FAMAR AUTOMATIONS FAMAR GROUP LEADER NEL SETTORE DELLE MACCHINE UTENSILI E DELLA ROBOTICA DEDICATA ALL ASSERVIMENTO HA REALIZZATO NUMEROSE APPLICAZIONI DI BIN PICKING SU PARTICOLARI IN MATERIALE FERROSO E LEGHE DI ALLUMINIO

24 FAMAR AUTOMATIONS PARTI IN ALLUMINIO UN SOLO ROBOT SI OCCUPA DI CARICO E SCARICO MACCHINA

25 FAMAR AUTOMATIONS PARTI IN MATERIALE FERROSO

26 GUIDA ROBOT 3D: LA SOLUZIONE PER DIVERSE APPLICAZIONI UN GUIDA ROBOT 3D RISOLVE LE PROBLEMATICHE CHE NON HANNO CONSENTITO LA DIFFUSIONE SU LARGA SCALA DEL BIN PICKING MA NON SOLO, 1 SOLO STRUMENTO PER: DEPALLETTIZZAZIONE PRESA DIRETA DA MUCCHIO DI PEZZI ALLA RINFUSA PRESA DIRETA DA CASSONE DI PEZZI ALLA RINFUSA

27 CONCLUSIONI UN SISTEMA DI GUIDA ROBOT CHE: - INTEGRI UN SISTEMA DI VISIONE 3D AD ELEVATA ACCURATEZZA - SIA INSENSIBILE ALLA LUCE AMBIENTALE - GENERA PERCORSI ROBOT ESCLUDENDO PERICOLI DI COLLISIONE - PERMETTA DI NON DOVERSI PREOCCUPARE DELLA PROGRAMMAZIONE ROBOT - PERMETTA DI APPRENDERE NUOVI PARTICOLARI IN MODO SEMPLICE - SIA IN GRADO DI GESTIRE I DIVERSI PUNTI DI PRESA - POSSA ESSERE UTILIZZATO CON OGNI ROBOT PERMETTE ALL INTEGRATORE DI GESTIRE SEMPLICEMENTE ED IN AUTONOMIA APPLICAZIONI DI BIN PICKING RENDENDOLA UNA SOLUZIONE EFFICACE ED ECONOMICA

28 GRAZIE DELL ATTENZIONE

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