미래 기술을 선보이는 RobotBrag 전시회는 Danish Technological Institute(DTI)와 덴마크 로봇협회(DIRA)가 주최하는 행사로, 올해 76개의 회사와 3000명 이상의 관람객이 참석했다.
DTI는 전시회에서 빈 픽킹 애플리케이션을 포함한 몇 가지 혁신적인 어플리케이션 전시를 통해 ‘로봇’이라는 단어의 100주년을 기념하고자 했다. DTI는 스칸디나비아의 기술을 이끌어 가는 대변자로써, 이번 전시회에서 기술력이 뛰어난 빈 픽킹 데모를 구성해 전시하기로 한 것이다.
이 데모에서 로봇이 세 개의 서로 다른 빈에서 물체를 선택해 출력 빈에 넣는 ‘주문 선택/주문 이행’ 어플리케이션을 시연하고자 했지만, 이 어플리케이션을 수행할 수 있는 3D 비전 기술이 필요했다. 또한 준비 기한은 3주밖에 남지 않았다.
3주 이내에 구축 과제, 해결해야 할 점들은?
DTI는 3주라는 짧은 시간 안에 카메라, 비전 시스템을 찾아 빈 픽킹 데모를 구축해야 했다. 데모를 구축하기 위해 몇 가지 필요 조건이 있다. 첫째, 다양한 소재 등을 픽킹할 수 있는 정교함이다. 로봇은 작은 물체들과 큰 물체, 반짝이는 금속, 투명한 가방, 무광택의 검은 물체 등의 모든 물체를 픽킹해야 한다. 모양, 색상 및 소재의 다양성으로 인해 로봇의 작업은 더욱 까다로움을 요구하기 때문이다.
둘째, 로봇 셀은 물류 애플리케이션에서 요구하는 물리적 도달 능력·기계적 리프팅 능력 및 유연성 요구 사항에 충족해야 한다. 팔레트와 플로우 랙에 모든 것을 높은 속도와 연속적으로 선택할 수 있어야 한다.
마지막으로, 로봇은 다양한 빈을 통과할 수 있어야 하고 많은 유연성이 필요하다. 비전 시스템은 빈의 내용에 대한 지식을 가지고 있지 않아야 하며, 각 빈에서 선택할 수 있는 개수를 알고 있어야 한다.
위와 같은 내용은 다른 애플리케이션에도 해당하는 부분이지만, 비전 시스템 특히 3D 카메라의 선택은 모든 유형의 부품을 감지하고, 선택하고, 배치하는 로봇의 능력에 큰 영향을 미친다.
모든 문제를 해결한 지비드의 솔루션
RobotBrag용 자동 빈 픽킹 솔루션은 LR Mate 200 iD 미니 로봇과 Zivid One + Color 3D 카메라로 구성되어 있다. 빈 안의 다양한 제품을 구분하기 위해 MvTEC의 Halcon, Zivid의 GeniCam 인터페이스를 이용했다. 또한, 지비디의 칼리브레이션 CLI를 사용해 3D 카메라에서 로봇 플랜지로 핸드-아이 칼리브리에이션을 수행했다.
3주라는 짧은 시간안에 프레임 워크와 결합하기 쉬우면서, 개발자와 친화적이고, 적응력이 뛰어난 3D 시스템을 찾아야 했다. 허용 가능한 Low-point 허용 오차를 가진 고해상도 3D 스캐닝도 물체를 안정적으로 잡는 핵심 기준이었다.
Zivid One Plus는 고해상도 및 컬러로 놀라울 정도로 정확한 포인트 클라우드를 캡처한다. 처음부터 개발자 친화적으로 설계된 Zivid의 3D 컬러 카메라 전 제품은 머신 비전 배포에 만족하는 모든 고객 지원을 제공한다. 또한 광범위한 문서, 기술 자료 및 GitHub 코드 저장소를 제공한다. DTI 이 점을 높이 평가했다. 3주라는 짧은 시간 안에 구축할 수 있었기 때문이다.
로봇이 다양한 빈에서 물체를 고르기 위해 3D 카메라를 로봇 팔에 장착했다. 로봇은 다양한 빈을 이동하며 유연성을 극대화할 수 있었다. 실제로 3D 카메라를 로봇에 직접 부착하면 작업량 및 로봇의 범위와 관계없이 최적의 거리에서 작동하기 때문에 훨씬 더 유연하고 효과적인 솔루션을 구성할 수 있다.
3D 비전 센서는 최근까지 기계적인 사양과 온-암 로봇에 의한 충격을 견딜 만큼 강력하지 않았다. Zivid One Plus와 Zivid Two는 이런 문제를 해결해준다.
그 결과, 시스템은 버그 없이 2일동안 계속 켜져 있었고, 성공적으로 애플리케이션 시연을 마쳤다. RobotBrag 전시회에 방문한 3000명 이상의 관람객은 이 빈 픽킹 데모를 높이 평가했다. 또한, DTI의 개발팀은 Halcon뿐만 아니라 Zivid 제품에 대한 새로운 기술을 습득했다. 이번 빈 픽킹 솔루션은 Zivid 제품과 Halcon 플랫폼의 통한 견고성과 기능을 입증할 수 있는 기회였다.
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