O novo Bin Picking Studio 1.4.0:reconstrua o ambiente do robô sem a necessidade de arquivos CAD

Criador de ambiente

Você já se viu em uma situação em que precisava ajustar o ambiente do robô, mas nenhum engenheiro CAD estava por perto para ajudá-lo? A partir de agora você pode facilmente e sozinho desenhar objetos de colisão simples diretamente no Bin Picking Studio!

Como?

Preparamos um guia abrangente, mas de fácil compreensão, para você no artigo a seguir.

O Bin Picking Studio 1.4.0 vem com uma nova ferramenta de fácil utilização “Environment builder” . Ele permite que você construa um modelo 3D da célula de trabalho, defina o espaço de trabalho do robô e teste suas capacidades de movimento. A ferramenta também permite verificar o modelo do ambiente comparando-o com uma nuvem de pontos do scanner calibrado.

O “Environment builder” consiste em um visualizador 3D e um painel de controle dividido em 3 abas com diferentes funcionalidades:

• Cena: aqui você pode construir um modelo 3D do ambiente do robô
• Robô: aqui você pode testar os movimentos do robô
• Visão: aqui você pode se conectar aos sistemas de visão calibrados para comparar o ambiente virtual com o mundo real

Cena

Evite que o robô deixe seu espaço de trabalho e coloque-o em uma caixa virtual – de forma rápida e sem esforço! A natureza fácil do trabalho é aprimorada pela exibição do robô na configuração do ambiente e pelos recursos adicionados para redimensionar e dimensionar os objetos do ambiente.

Para aproveitar coleta de lixo sem colisão , você precisa gerenciar um modelo 3D preciso da célula robótica real . O ambiente virtual criado no Bin Picking Studio deve corresponder ao mundo real pelo menos ao alcance do robô. Embora as trajetórias sejam verificadas quanto a colisões, o scanner nunca vê todos os objetos na cena, então você precisa definir objetos de colisão estáticos que correspondam à realidade .

Lista de objetos

A guia "Cena" contém uma "Lista de objetos" , suportando uma estrutura hierárquica. Isso significa que cada objeto pode ter objetos filho vinculados a ele para manipular com um grupo de objetos mais facilmente. Você pode usar +/- botões ao lado do objeto pai para expandir/recolher a lista de objetos filho.

Para alterar a hierarquia de objetos já definidos, você pode pegar um objeto na “Lista de objetos” e movê-lo para a posição desejada na lista (observe o ícone + que aparece quando o objeto é movido sobre outro objeto para torná-lo seu filho) .

Exemplo:

Considere um palete com vários objetos. É benéfico definir cada objeto como filho do objeto parental. Dessa forma, você pode manipular (mover, girar etc…) todos os objetos simplesmente alterando as propriedades de posição do objeto pai.

Cada objeto na “Lista de objetos” oferece 3 opções listadas ao lado dele (da esquerda para a direita):

• Ícone de sincronização: diz se o objeto está salvo (sincronizado) ou não salvo
• Alternar visibilidade: permite mostrar/ocultar o objeto
• Botão Remover: permite remover o objeto (observe que remover um objeto pai também removerá todos os seus objetos filhos)

A guia "Cena" com uma "Lista de objetos" destacada e o botão "+ Adicionar objeto"

Você pode adicionar um novo objeto à cena clicando em “+ Adicionar objeto” botão no canto inferior esquerdo do visualizador 3D. Você pode definir um objeto de colisão usando uma das formas primitivas disponíveis (caixa/esfera/cilindro) ou fazer upload de um arquivo STL.

Ao selecionar uma forma primitiva, você pode definir suas propriedades no “Formulário de edição” e “Painel de ferramentas de objetos 3D” .

Se você escolher um arquivo STL, aparecerá uma janela pop-up, solicitando que você insira um nome para o novo objeto, escolha o arquivo a ser carregado e selecione um tipo de objeto. Existem 3 tipos de objetos disponíveis:

• Compartimento: destinado a qualquer modelo CAD que representa um bin (renderizado em azul)
• Ambiente: outros objetos de colisão que também correspondem a objetos reais nas proximidades do robô (renderizados em cinza)
• Objeto de colisão virtual: usado para objetos que podem não existir necessariamente no ambiente real do robô - é usado principalmente para limitar o espaço de trabalho do robô durante a coleta de lixo, mas também para definir as paredes das células para permitir a inspeção transparente do robô (virtual) dentro (renderizado em vermelho e semitransparente, como o único tipo de objeto)

Cada um desses tipos de objeto representa um “objeto de colisão” no sentido de que o objeto escolhido não colidirá com ele.

Depois de selecionar um objeto da “Lista de objetos” , ele é destacado em azul na lista e em vermelho no visualizador. Além disso, o “Formulário de edição” e “ferramentas de objetos 3D” painéis aparecem. Você também pode selecionar um objeto clicando diretamente nele no visualizador 3D. Para desmarcar um objeto, clique sobre ele na “Lista de objetos” novamente ou escolha “Fechar” opção de “Ferramentas de objeto 3D” painel.

Ferramentas de edição de formulários e objetos 3D

Depois de selecionar um objeto na “Lista de objetos” ou no visualizador 3D, o “Formulário de edição” e “ferramentas de objetos 3D” painel aparecerá.

A guia "Cena" com um painel "Editar formulário" em destaque, "Ferramentas de objeto 3D" e o botão "Salvar cena"

O “Formulário de edição” permite inserir as seguintes propriedades do objeto:

• Nome (do objeto)
• Tipo (do objeto conforme descrito acima)
• Arquivo CAD (malha): você pode baixar o objeto STL
• Escala: você pode dimensionar o objeto STL
• Dimensões: você pode redimensionar o objeto (somente para formas primitivas):largura/altura/profundidade para a caixa, raio para a esfera e raio/altura para o cilindro
• Posição: você pode alterar a posição da origem do objeto em relação à origem do objeto pai
• Rotação: você pode girar o objeto em torno de sua própria origem

Você também pode manipular dinamicamente os objetos com as “ferramentas de objetos 3D” :

• Mover: esta opção mostra as setas do marcador para que você possa alterar a posição do objeto ao longo de um eixo desejado arrastando o marcador
• Girar: esta opção mostra os círculos do marcador para que você possa alterar a rotação do objeto no eixo desejado arrastando o marcador
• Escala: esta opção mostra a seta do marcador para que você possa dimensionar o objeto
• Redimensionar: esta opção mostra as setas do marcador para que você possa alterar as dimensões do objeto no eixo desejado arrastando o marcador (somente para a caixa e cilindro)
• Alternância auto/pai: você pode alterar a origem da rotação ao girar usando o marcador; selecione “auto” para girar em torno de sua própria origem; selecione "pai" para girar em torno da origem do pai

Os marcadores também permitem adicionar incrementos aos valores de posição/rotação para cada eixo. Em vez de arrastar o marcador na direção desejada, basta clicar na seta/círculo de um eixo específico, inserir o valor desejado e aplicar clicando no botão “Verificar” botão.

O “+ Adicionar objeto filho” botão permite que você crie um objeto filho para o objeto atualmente selecionado. Use o “x Fechar” botão para desmarcar o objeto (finalizar edição).

Conclua a ação clicando em “Salvar cena” botão. O ambiente virtual será sincronizado com o robô. Somente depois disso você poderá usar a guia “Robô” com os controles do robô.

Robô

Antes de acessar a aba “Robô”, primeiro você precisa selecionar um robô e uma pinça do banco de dados e definir a ponta da ferramenta. Você pode movimentar virtualmente o robô e definir seu espaço de trabalho.

Controles do robô

Você pode escolher entre três modos de movimento:

• Junta
  Aqui você pode movimentar virtualmente as articulações individuais do robô de duas maneiras:
  
  
  • Ao mover o controle deslizante para a junta correspondente
  • Inserindo manualmente a posição da articulação no campo de entrada

• Linear (Sistema de coordenadas da ferramenta / Sistema de coordenadas da base do robô)
  Você pode mover o ponto de ferramenta do robô no sistema de coordenadas da ferramenta ou da base do robô. Existem três maneiras de mover o robô:
  
  
  • Ao mover o marcador no toolpoint do robô, arrastando-o para a posição desejada
  • Arrastando as setas para movê-lo em cada eixo respectivo ou arrastando os círculos para girá-lo
  • Inserindo manualmente a posição e orientação do TCP no painel "Posição do ponto de ferramenta"

Se você clicar em “Pose inicial” botão, o robô será movido automaticamente para sua posição padrão. Para ativar o recurso de verificação de colisão, use “Realçar colisões ON/OFF” botão de alternância.

Ao manobrar o robô, são aplicadas restrições de limite de junta.

Exemplo de configuração de limites de junta

Os limites das juntas permitem que você defina o espaço de trabalho de planejamento de caminho do robô.

O robô geralmente precisa se mover apenas em uma fração de seu alcance articular. Recomendamos fortemente que você configure os limites das juntas para que o planejamento do caminho ocorra apenas nesse subespaço do espaço de trabalho completo do robô. Os limites de junta configurados corretamente têm um efeito positivo no tempo de cálculo do planejamento de caminho e na taxa de sucesso.

Se você deixar um campo de limite de junta vazio, o sistema usará o hardware padrão do robô.

Observe que limites de junta muito restritivos podem levar a uma falha no planejamento do caminho. Sempre permita alguma margem de manobra. Para verificar se o alcance do robô é suficiente, use as opções de jogging dos “Controles do robô” painel. Certifique-se de que o robô pode alcançar todos os lugares no modelo de caixa com várias orientações de garra.

Visão

Você também pode ter encontrado dificuldades decorrentes de discrepâncias entre a célula real de coleta de lixo e sua versão CAD. Isso não será mais um problema com a nova opção de acionar uma varredura e verificar se a nuvem de pontos digitalizada corresponde ao espaço virtual modelado. Como agora você também pode verificar os volumes de varredura dos sistemas de visão empregados, nunca foi tão fácil para você configurar o campo de visão.

A guia “Visão” permite que você manipule os sistemas de visão configurados para validar o posicionamento dos objetos de colisão.

Se os scanners estiverem montados no braço robótico, primeiro você precisa selecionar um modelo de robô para que o Vision System apareça na lista. Caso contrário, você receberá uma mensagem de aviso.

A "Lista de sistemas de visão" com 3 sistemas de visão, o quarto não pode ser exibido porque nenhum robô foi selecionado

Um Vision System pode ter os seguintes status:

• Disponível: o scanner está pronto para conectar e o Vision System está calibrado
• Não disponível: o scanner não está pronto para se conectar; verifique a configuração de energia, conexão e rede
• Não calibrado: o Vision System ainda não está calibrado - primeiro você precisa realizar uma calibração bem-sucedida para usar este Vision System no "Environment builder"

Obtenha informações detalhadas sobre um sistema de visão (ID do scanner, posição de montagem e tipo de modelo) clicando nele. Os campos inferiores refletem a calibração do Vision System – translação e orientação da câmera do scanner em relação à base do robô (calibração extrínseca) ou flange do robô (calibração mão-olho).

A janela de visão geral do Vision System contém vários botões:

• Visibilidade: você pode ativar/desativar a visibilidade de cada modelo de scanner, volume de digitalização e a origem do scanner (mais especificamente sua câmera)
• Conectar:​​ você pode clicar no botão "Conectar" quando o scanner estiver pronto para se conectar e o Vision System tiver sido calibrado
• Desconectar:​​ uma vez conectado, você pode desconectar do scanner usando este botão
• Acionador: enquanto estiver conectado ao scanner, você pode acionar varreduras

Informações detalhadas sobre um sistema de visão

Observe que apenas um scanner pode ser conectado por vez. Caso o mesmo scanner seja usado em vários sistemas de visão, ele será conectado em todos eles.

O “Environment builder” compartilha os controles do scanner com a interface PhoXi – uma vez conectado no “Environment builder”, o mesmo scanner também é conectado na interface PhoXi.

Validação

Conectar um scanner e acionar escaneamentos ajuda você a colocar objetos de colisão (principalmente a lixeira) para que o modelo corresponda à realidade com precisão.

Para garantir um posicionamento preciso do objeto, um Vision System calibrado deve estar disponível para conexão. Você pode acionar uma varredura e usá-la para posicionar o modelo CAD de forma que o modelo e a nuvem de pontos se sobreponham.