자동화된 머신 텐딩을 위한 빈 피킹
픽앤플레이스 로봇을 위한 신뢰도 높은 객체 검출
효율적인 생산은 자동화된 머신 텐딩에 달려 있습니다. 빈 피킹은 로드 캐리어 내에 무작위로 위치한 부품을 로봇이 집어 올리는 기술로, 이를 가능하게 하는 핵심 기술입니다. 3D 카메라와 지능형 소프트웨어로 구성된 비전 솔루션을 통해 로봇은 부품, 워크피스 및 벌크 자재를 안정적으로 검출,위치 인식,픽킹할 수 있으며, 이를 통해 사이클 타임 단축과 생산성 향상을 실현합니다.
3D CADMatch 모듈: 실시간 충돌 없이 안전한 그리핑
부품을 그리핑할 때 가장 어려운 과제는 부품의 다양성, 컨테이너 내부에서의 밀집되고 혼재된 배열, 그리고 어두운 조명 환경입니다. 부품은 종종 서로 겹쳐 있거나 어둡고, 얽혀 있거나 반사가 매우 심할 수 있습니다. 이로 인해 로봇이 부품을 서로 구분하고 그리핑 포인트를 식별하는 데 어려움이 발생합니다.
AI 지원 3D CADMatch 모듈은 카메라 이미지와 각 부품의 저장된 CAD 데이터를 기반으로 정밀한 감지 및 파악 지점 계산을 가능하게 합니다. 이 소프트웨어는 단일 품종 로드 캐리어에서 강하게 겹치거나 회전 대칭인 부품을 위치나 방향에 관계없이 짧은 사이클 타임으로 안정적으로 감지합니다.
부품의 포지셔닝 및 우선순위 지정
그리핑할 부품의 학습된 CAD 모델은 3D CADMatch 모듈에 저장됩니다. 3D CADMatch는 이 CAD 모델을 3D 카메라로 생성된 컨테이너 내용물의 3D 포인트 클라우드와 비교합니다. 이를 통해 부품이 서로 겹쳐 있거나 일부가 가려진 상태에서도 포인트 클라우드 내에서 개별 부품을 식별할 수 있습니다. 또한 각 부품에 대해 X, Y, Z 좌표와 공간 내부의 방향을(Orientation) 정밀하게 계산하여 정확한 픽앤플레이스(Pick Planning)가 가능하도록 합니다. 소프트웨어는 가장 접근성이 높고 노출된 부품을 우선적으로 선택합니다.
유연한 빈 피킹을 위한 그립 포인트 결정하기
3D CADMatch 모듈은 결정된 위치를 기반으로 로봇을 위한 최적의 그리핑 포인트(부품당 하나 이상)를 계산합니다. 이때 CAD 모델에 정의된 적합한 그리핑 위치 정보와 저장된 그리퍼 모델(2지 그리퍼 또는 흡착 그리퍼)을 함께 활용합니다.
소프트웨어는 그립 안정성, 로봇 암과 그리퍼의 접근성 등의 요소를 고려합니다. 또한 설정에 따라 로드 캐리어와의 선택적 충돌 검사를 통해 그리퍼의 충돌 없는 동작을 보장하며, 기타 요소들도 함께 반영합니다.
그리핑 포인트는 CAD 템플릿에서 한 번 정의되며, 웹 인터페이스에서 확인하고 필요 시 조정할 수 있습니다. 운영 중에는 CADMatch가 계산된 그리핑 포즈를 로봇 시스템에 자동으로 전달합니다. 그 결과, 부품별로 우선순위가 지정된 그리핑 포인트 리스트가 생성됩니다.
정밀한 로봇 경로 계획으로 충돌 방지
선택 사항인 충돌 검사는 그리핑 포인트에 접근할 때 정의된 그리퍼가 컨테이너 또는 주변 영역과 충돌하지 않도록 보장합니다. 이를 통해 다운타임과 시스템 손상을 줄일 수 있습니다. 이 소프트웨어는 충돌 없는 그리핑 포즈를 적절한 좌표 형식으로 제공합니다. 실제 경로 계획과 이동 명령 생성은 로봇 시스템 또는 상위 컨트롤러에서 수행됩니다.
프로그래밍 대신 직관적인 파라미터 설정
웹 기반 사용자 인터페이스를 사용하여 사용자는 일반적으로 다음 순서로 소프트웨어를 매개변수화합니다:
부품의 CAD 템플릿 선택 및 저장된 그리핑 포인트 확인
로드 캐리어 및 작업 영역(ROI, 관심 영역) 설정
선택적으로 충돌 검사를 활성화하고 그리퍼 모델을 선택합니다.
그리퍼 타입 정의(2지 그리퍼 또는 흡착 그리퍼)
실제 운용 시에는 각 그리핑 공정 이후 새로운 이미지가 생성되는 경우가 많습니다. 업데이트된 포인트 클라우드를 통해, 부품이 미끄러지거나 위치가 변경된 경우에도 로봇은 신뢰성 있게 작업을 지속할 수 있습니다.
CAD 모델 파라미터 설정이 완료되면, 다른 부품에 대해서도 새로운 픽킹 작업을 훨씬 쉽게 설정할 수 있습니다.
3D CADMatch: 빈 피킹을 위한 올인원 소프트웨어
높은 정밀도: 형상이 복잡하고 서로 밀집되어 있는 부품이라도 매우 정밀한 그리핑이 가능합니다.
생산성 향상: 그실시간으로 신뢰성 있게 그리핑 포인트를 계산하여 사이클 타임을 최적화하고, 스크랩 및 재작업을 줄입니다. 선호 그리핑 방향과 다양한 그리퍼 타입을 고려합니다.
플러그 앤 플레이 기능: 브라우저 기반 웹 인터페이스를 통해 Basler 스테레오카메라의 소프트웨어를 직관적으로 설정하고 활성화할 수 있습니다. 전문적인 지식이 없는 작업자도 쉽게 사용할 수 있으며, 그리핑 포인트를 인터랙티브하게 설정, 조정할 수 있어 시운전 시간을 크게 단축합니다.
간편한 통합: 모듈식 pylon 소프트웨어의 일부인 3D CADMatch 모듈은 기존 로보틱스 애플리케이션에 손쉽게 통합할 수 있습니다.
제공 범위에는 두 개의 CAD 모델 이 템플릿 으로 포함되어 있습니다. 더 많은 모델은 당사가 개별적으로 서비스로 설정합니다.
3D 빈 피킹 로봇 시스템 구성 요소
3D CADMatch 모듈 외에도, Basler 스테레오 visard 또는 스테레오 ace 3D 카메라와 이에 대응하는 컴포넌트가 비전 시스템의 기술적 기반을 형성합니다.이 카메라들은 촬영된 장면의 정밀한 깊이 정보를 안정적으로 검출합니다.
빠른 사이클 타임을 위한 완벽한 솔루션
호환되는 하드웨어 컴포넌트는 완전한 시스템으로 빠르게 구성되어 빈 피킹 애플리케이션에 통합될 수 있습니다.
스테레오 visard 카메라는 로봇 암에 장착 되거나, 대안으로 스테레오 ace는 로드 캐리어 상부에 고정 설치됩니다. 사전 설치된 온보드 펌웨어를 통해 플러그 앤 플레이 방식의 시운전이 가능합니다.
3D 카메라 큐브는 3D CADMatch에 필요한 연산 성능을 제공하는 엣지 컴퓨터입니다. 3D CADMatch 사용 시 필수 구성 요소이며, 모델에 따라 최대 4대의 스테레오 카메라를 동시에 처리할 수 있습니다.
옵션인 랜덤도트 프로젝터(Randomdot Projector)는 매끄러운 표면에 도트 패턴을 투사하여 추가적인 깊이 정보를 제공합니다. 스테레오 ace의 통합 패턴 프로젝터가 충분하지 않거나 프로젝터 없이 스테레오 비사드를 사용하는 경우에 유용합니다.
조명: 추가 조명은 반사를 최소화하고 깊은 윤곽을 강조합니다. 이를 위해 다양한 조명 옵션을 제공합니다.
로봇 애플리케이션에 손쉬운 통합
비전 솔루션을 로봇 컨트롤러에 통합하는 것은 로봇 애플리케이션의 효율성과 안정성을 위한 필수 요소이자 결정적인 요소입니다. 기존 로봇 셀에 원활하게 통합할 수 있으며 다양한 로봇 및 그리퍼 시스템과 호환됩니다.
Basler 스테레오 visard 카메라는 Ethernet 인터페이스를 통해 안정적이고 빠른 데이터 전송을 보장하며, 기존 시스템에 쉽게 통합될 수 있습니다.
지원되는 소프트웨어 인터페이스 : 다양한 주요 로봇 브랜드를 위한 통합 모듈과 샘플 프로그램이 제공되어, 비전 솔루션을 로봇 컨트롤러에 손쉽게 연동할 수 있습니다.
KUKA 용 EKI Bridge
유니버설 로봇용 URcap
ABB, FANUC, Techman Robot용 Generic Robot Interface
(Franka Robotics, Fruitcore Robotics, Yaskawa는 곧 지원 예정이며, 요청 시 제공 가능)
Basler 스테레오 카메라: 정밀도와 품질의 결합
Basler 스테레오 카메라는 로보틱스 및 자동화 애플리케이션을 위한 고품질 스테레오 및 깊이(Depth) 데이터를 제공합니다. 통합 방식과 적용 환경 요구사항에 따라 두 가지 제품 라인이 제공됩니다. Stereo visard는 사전 설치된 소프트웨어와 온보드 프로세싱을 갖춘 스마트 센서이며. Stereo ace는 호스트 기반 처리를 위한 유연한 구성의 액티브 스테레오 카메라입니다.
Stereo visard: 온보드 소프트웨어를 탑재한 스마트 3D 센서
외부 비전 PC 없이 사용할 수 있도록 설계된 플러그 앤 프로듀스(Plug-and-Produce) 비전 센서로,
온보드 프로세싱과 웹 인터페이스를 제공합니다.REST API, ROS, GenICam을 포함한 통합 및 자동화를 위한 표준화된 인터페이스를 제공합니다.
작업 거리와 설치 환경에 따라 다양한 버전을 제공하며, 예를 들어 rc_visard 65는 로봇 장착 애플리케이션에 적합하고, rc_visard 160은 외부 고정형 설치나 내비게이션 애플리케이션에도 사용할 수 있습니다.
어렵고 구조 정보가 부족한 표면에서도 씬(Scene) 텍스처를 향상시키기 위한 랜덤 도트 프로젝터 옵션을 제공합니다.
픽앤플레이스(pick-and-place)를 포함한 대표적인 로보틱스 작업을 위한 옵션형 온보드 소프트웨어 모듈로 확장할 수 있습니다.
Stereo ace: 통합 프로젝션과 높은 구성 유연성을 갖춘 액티브 스테레오
액티브 스테레오를 위한 통합 프로젝터, 특히 자연스러운 질감이 낮은 장면에 적합
기준 베이스 거리 100, 200, 300 mm를 제공하며, 각 사양은 모노와 컬러(로 구성되어 있어 작업 거리와 측정 범위에 맞게 적용할 수 있습니다.
pylon용 Basler Stereo Supplementary Package를 통한 호스트 기반 처리와 GenTL / GenICam 호환성을 지원하며, Aravis를 직접 지원합니다.
요구사항과 수량에 따라 다른 ace 2 GigE 모델, 해상도, 렌즈, 마운팅, 조명 등 다양한 버전 및 고객 맞춤형 적용이 가능합니다.
Depth FPS와 같은 성능 데이터는 시스템 구성과 호스트 환경에 따라 달라지며, 전체 시스템이 성능과 이미지 처리에 맞게 특화 설계된 경우에 적합합니다.
3D 카메라와 지능형 소프트웨어로 구성된 당사의 비전 솔루션은 객체를 정밀하게 인식하고, 실시간으로 안전한 그리핑 포인트를 계산합니다. 그 결과, 까다로운 조건에서도 빈 피킹은 짧은 사이클 타임과 최대 시스템 가용성을 유지하며 신뢰성 있게 수행됩니다.
3D 스테레오 비전 카메라 및 3D CADMatch 모듈 기반 빈 피킹 제품
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이 솔루션이 빈 피킹 애플리케이션에 제공하는 이점은 무엇인가요?
강력한 3D 인식: 깊이 정보와 CAD 매칭을 기반으로, 강한 반사나 복잡한 적재 환경에서도 실시간으로 부품을 신뢰성 있게 인식하여 실패율을 줄입니다.
효율성 향상: 고속 데이터 처리를 통해 수작업을 자동화하고, 더 높은 사이클 타임을 달성합니다.
확장성: 다양한 부품 모양과 컨테이너 및 배치 크기에 적합합니다.
전문 지식 불필요:AI 전문 지식이 없어도 사용 가능하며, 제공된 부품의 CAD 모델을 기반으로 합성 데이터로 AI 모델을 학습합니다.
시간 및 비용 절감: 학습된 CAD 모델을 재사용함으로써 개발 비용을 절감할 수 있으며, 레이저 삼각측량이나 구조광과 같은 기존 3D 방식 대비 많은 애플리케이션에서 비용 효율적인 대안이 됩니다.
로보틱스를 위한 Basler 애플리케이션 소프트웨어
애플리케이션별로 특화된 다양한 3D 소프트웨어 모듈을 통해 빈 피킹, 머신 텐딩, 오더 피킹과 같은 대표적인 로봇 작업을 위한 솔루션을 제공합니다. 이 모듈들은 Basler 스테레오 카메라에서 손쉽게 활성화할 수 있으며, 센서의 표준 인터페이스를 통해 직관적으로 조작할 수 있습니다. 프로젝터나 조명과 같은 선택적 하드웨어 옵션을 통해 동작을 더욱 최적화할 수 있습니다.
로봇 공학용 어플리케이션 소프트웨어