Das neue Bin Picking Studio 1.4.0:Erstellen Sie die Roboterumgebung neu, ohne CAD-Dateien zu benötigen

Umgebungsbauer

Waren Sie schon einmal in einer Situation, in der Sie die Roboterumgebung anpassen mussten, aber kein CAD-Ingenieur da war, um Ihnen zu helfen? Ab sofort können Sie einfache Kollisionsobjekte direkt im Bin Picking Studio ganz einfach selbst zeichnen!

Wie?

Im folgenden Artikel haben wir eine umfassende und dennoch leicht verständliche Anleitung für Sie vorbereitet.

Das Bin Picking Studio 1.4.0 enthält ein neues, benutzerfreundliches Tool "Environment Builder" . Es ermöglicht Ihnen, ein 3D-Modell der Arbeitszelle zu erstellen, den Arbeitsbereich des Roboters zu definieren und seine Bewegungsfähigkeiten zu testen. Mit dem Tool können Sie auch das Modell der Umgebung überprüfen, indem Sie es mit einer Punktwolke des kalibrierten Scanners vergleichen.

Der „Environment Builder“ besteht aus einem 3D-Visualizer und ein Bedienfeld unterteilt in 3 Registerkarten mit unterschiedlichen Funktionalitäten:

• Szene: Hier können Sie ein 3D-Modell der Roboterumgebung erstellen
• Roboter: Hier können Sie die Roboterbewegungen testen
• Vision: Hier können Sie sich mit den kalibrierten Vision-Systemen verbinden, um die virtuelle Umgebung mit der realen Welt zu vergleichen

Szene

Verhindern Sie, dass der Roboter seinen Arbeitsraum verlässt und schließen Sie ihn in eine virtuelle Box ein – schnell und mühelos! Die Einfachheit der Arbeit wird durch die Anzeige des Roboters in der Umgebungskonfiguration und durch zusätzliche Funktionen zum Ändern der Größe und Skalierung der Umgebungsobjekte verstärkt.

Damit Sie kollisionsfreien Griff in die Kiste genießen können , müssen Sie ein präzises 3D-Modell der echten Roboterzelle verwalten . Die in Bin Picking Studio erstellte virtuelle Umgebung muss mindestens innerhalb der Reichweite des Roboters mit der realen Welt übereinstimmen. Obwohl die Trajektorien auf Kollisionen überprüft werden, sieht der Scanner nie alle Objekte in der Szene, sodass Sie statische Kollisionsobjekte definieren müssen, die der Realität entsprechen .

Objektliste

Die Registerkarte „Szene“ enthält eine „Objektliste“ , unterstützt eine hierarchische Struktur. Das bedeutet, dass jedes Objekt untergeordnete Objekte haben kann, die damit verknüpft sind, um einfacher mit einer Gruppe von Objekten manipulieren zu können. Sie können die Tasten +/- verwenden Schaltflächen neben dem übergeordneten Objekt zum Erweitern/Reduzieren der Liste der untergeordneten Objekte.

Um die Hierarchie bereits definierter Objekte zu ändern, können Sie ein Objekt in der „Objektliste“ greifen und es an eine gewünschte Position in der Liste verschieben (beachten Sie das +-Symbol, das erscheint, wenn das Objekt über ein anderes Objekt bewegt wird, um es zu seinem untergeordneten Objekt zu machen). .

Beispiel:

Stellen Sie sich eine Palette mit mehreren Gegenständen vor. Es ist vorteilhaft, jedes Objekt als Kind des übergeordneten Objekts zu definieren. Auf diese Weise können Sie alle Objekte manipulieren (verschieben, drehen usw.), indem Sie einfach die Positionseigenschaften des übergeordneten Objekts ändern.

Jedes Objekt in der „Objektliste“ bietet 3 daneben aufgeführte Optionen (von links nach rechts):

• Synchronisierungssymbol: gibt an, ob das Objekt gespeichert (synchronisiert) oder nicht gespeichert ist
• Sichtbarkeitsumschalter: ermöglicht das Ein-/Ausblenden des Objekts
• Schaltfläche "Entfernen": ermöglicht das Entfernen des Objekts (bitte beachten Sie, dass durch das Entfernen eines übergeordneten Objekts auch alle untergeordneten Objekte entfernt werden)

Die Registerkarte „Szene“ mit einer hervorgehobenen „Objektliste“ und der Schaltfläche „+ Objekt hinzufügen“

Sie können der Szene ein neues Objekt hinzufügen, indem Sie auf „+ Objekt hinzufügen“ klicken Schaltfläche in der linken unteren Ecke des 3D-Visualizers. Sie können entweder ein Kollisionsobjekt mithilfe einer der verfügbaren primitiven Formen (Kasten/Kugel/Zylinder) definieren oder eine STL-Datei hochladen.

Wenn Sie eine Grundform auswählen, können Sie ihre Eigenschaften im „Bearbeitungsformular“ definieren und "3D-Objekt-Werkzeugbedienfeld" .

Wenn Sie eine STL-Datei auswählen, erscheint ein Popup-Fenster, in dem Sie aufgefordert werden, einen Namen für das neue Objekt einzugeben, die hochzuladende Datei auszuwählen und einen Objekttyp auszuwählen. Es gibt 3 verfügbare Objekttypen:

• Papierkorb: für jedes CAD-Modell gedacht, das einen Behälter darstellt (blau dargestellt)
• Umgebung: andere Kollisionsobjekte, die ebenfalls realen Objekten in der Nähe des Roboters entsprechen (grau dargestellt)
• Virtuelles Kollisionsobjekt: Wird für Objekte verwendet, die nicht unbedingt in der realen Umgebung des Roboters vorhanden sind – es wird hauptsächlich verwendet, um den Arbeitsbereich des Roboters während des Griffs in die Kiste zu begrenzen, aber auch um die Zellwände zu definieren, um eine durchsichtige Inspektion des (virtuellen) Roboters im Inneren zu ermöglichen (rot dargestellt). und halbtransparent als einziger Objekttyp)

Jeder dieser Objekttypen stellt ein „Kollisionsobjekt“ in dem Sinne dar, dass das ausgewählte Objekt nicht damit kollidieren wird.

Nach Auswahl eines Objekts aus der „Objektliste“ , wird es in der Liste blau und in der Schnellansicht rot hervorgehoben. Außerdem das „Formular bearbeiten“ und „3D-Objekt-Tools“ Tafeln erscheinen. Sie können ein Objekt auch auswählen, indem Sie im 3D-Visualizer direkt darauf klicken. Um ein Objekt abzuwählen, klicken Sie es in der „Objektliste“ an erneut oder wählen Sie „Schließen“ Option aus den "3D-Objektwerkzeugen" Bedienfeld.

Werkzeuge zum Bearbeiten von Formularen und 3D-Objekten

Nachdem Sie ein Objekt entweder aus der „Objektliste“ oder im 3D-Visualizer ausgewählt haben, wird das „Bearbeitungsformular“ angezeigt und "3D-Objektwerkzeuge" Panel erscheint.

Die Registerkarte "Szene" mit einem hervorgehobenen "Formular bearbeiten", dem Bereich "3D-Objekt-Werkzeuge" und der Schaltfläche "Szene speichern"

Das "Formular bearbeiten" erlaubt Ihnen, die folgenden Objekteigenschaften einzugeben:

• Name (des Objekts)
• Typ (des Objekts wie oben beschrieben)
• CAD-Datei (Mesh): Sie können das STL-Objekt herunterladen
• Maßstab: Sie können das STL-Objekt skalieren
• Abmessungen: Sie können die Größe des Objekts ändern (nur für primitive Formen):Breite/Höhe/Tiefe für die Box, Radius für die Kugel und Radius/Höhe für den Zylinder
• Position: Sie können die Position des Objektursprungs relativ zum Ursprung des übergeordneten Objekts ändern
• Rotation: Sie können das Objekt um seinen eigenen Ursprung drehen

Sie können die Objekte auch dynamisch mit den „3D-Objektwerkzeugen“ manipulieren :

• Verschieben: Diese Option zeigt die Markierungspfeile an, sodass Sie die Position des Objekts entlang einer gewünschten Achse ändern können, indem Sie die Markierung ziehen
• Drehen: Diese Option zeigt die Markierungskreise an, sodass Sie die Drehung des Objekts in der gewünschten Achse ändern können, indem Sie die Markierung ziehen
• Maßstab: diese Option zeigt den Markierungspfeil, damit Sie das Objekt skalieren können
• Größe ändern: Diese Option zeigt die Markierungspfeile an, sodass Sie die Objektabmessungen in der gewünschten Achse durch Ziehen der Markierung ändern können (nur für Box und Zylinder)
• Selbst/Eltern umschalten: Sie können den Ursprung der Drehung beim Drehen mit der Markierung ändern; wählen Sie „selbst“, um sich um seinen eigenen Ursprung zu drehen; Wählen Sie „Elternteil“, um um den Ursprung des Elternteils zu rotieren

Mit den Markierungen können Sie auch Inkremente zu den Positions-/Drehungswerten für jede Achse hinzufügen. Anstatt die Markierung in die gewünschte Richtung zu ziehen, klicken Sie einfach auf den Pfeil/Kreis für eine bestimmte Achse, geben Sie den gewünschten Wert ein und übernehmen Sie ihn, indem Sie auf das Häkchen klicken Schaltfläche.

Das "+ Untergeordnetes Objekt hinzufügen" Mit der Schaltfläche können Sie ein untergeordnetes Objekt für das aktuell ausgewählte Objekt erstellen. Verwenden Sie das „x Schließen“ Schaltfläche, um das Objekt abzuwählen (Bearbeitung beenden).

Schließen Sie die Aktion ab, indem Sie auf „Szene speichern“ klicken Taste. Die virtuelle Umgebung wird mit dem Roboter synchronisiert. Erst danach können Sie die Registerkarte „Roboter“ mit Robotersteuerung verwenden.

Roboter

Bevor Sie auf die Registerkarte „Roboter“ zugreifen, müssen Sie zunächst einen Roboter und einen Greifer aus der Datenbank auswählen und den Werkzeugpunkt definieren. Sie können den Roboter dann virtuell verfahren und seinen Arbeitsbereich definieren.

Robotersteuerung

Sie können zwischen drei Bewegungsmodi wählen:

• Joint
  Hier können Sie die einzelnen Robotergelenke auf zwei Arten virtuell anfahren:
  • Durch Verschieben des Schiebereglers für das entsprechende Gelenk
  • Durch manuelle Eingabe der Gelenkposition in das Eingabefeld

• Linear (Werkzeugkoordinatensystem / Roboterbasis-Koordinatensystem)
  Sie können den Werkzeugpunkt des Roboters entweder im Koordinatensystem des Werkzeugs oder der Roboterbasis verschieben. Es gibt drei Möglichkeiten, den Roboter zu bewegen:
  • Indem Sie die Markierung im Werkzeugpunkt des Roboters verschieben und an die gewünschte Position ziehen
  • Durch Ziehen der Pfeile, um es in der jeweiligen Achse zu verschieben, oder durch Ziehen der Kreise, um es zu drehen
  • Durch manuelle Eingabe der TCP-Position und -Ausrichtung im Bereich „Toolpoint-Position“

Wenn Sie auf die „Home-Pose“ klicken wird der Roboter automatisch in seine Standardposition bewegt. Um die Kollisionsprüfungsfunktion zu aktivieren, verwenden Sie "Kollisionen hervorheben EIN/AUS" Umschaltfläche.

Beim Manövrieren des Roboters werden Gelenkbegrenzungen angewendet.

Beispiel für die Einrichtung gemeinsamer Limits

Gemeinsame Grenzen ermöglichen es Ihnen, den Bahnplanungs-Arbeitsbereich des Roboters zu definieren.

Der Roboter muss sich in der Regel nur in einem Bruchteil seiner Gelenkreichweite bewegen. Wir empfehlen Ihnen dringend, die Gelenkgrenzen so einzurichten, dass die Bahnplanung nur in diesem Teilraum des gesamten Arbeitsbereichs des Roboters stattfindet. Korrekt eingestellte Gelenklimits wirken sich positiv auf die Bahnplanungs-Rechenzeit und Erfolgsquote aus.

Wenn Sie ein Gelenkbegrenzungsfeld leer lassen, verwendet das System die Standardhardware des Roboters.

Bitte beachten Sie, dass zu restriktive Gelenkgrenzen zu einem Bahnplanungsfehler führen können. Lassen Sie immer etwas Spielraum. Um zu überprüfen, ob die Reichweite des Roboters ausreichend ist, verwenden Sie die Jogging-Optionen der „Robotersteuerung“ Tafel. Stellen Sie sicher, dass der Roboter mit verschiedenen Greiferausrichtungen jede Stelle im Behältermodell erreichen kann.

Vision

Möglicherweise sind Sie auch auf Schwierigkeiten gestoßen, die auf Diskrepanzen zwischen der realen Bin-Picking-Zelle und ihrer CAD-Version zurückzuführen sind. Mit der neuen Option, einen Scan auszulösen und zu prüfen, ob die gescannte Punktwolke dem modellierten virtuellen Raum entspricht, ist dies kein Problem mehr. Da Sie jetzt auch die Scanvolumina der eingesetzten Vision-Systeme überprüfen können, war es für Sie noch nie so einfach, das Sichtfeld einzustellen.

Auf der Registerkarte „Vision“ können Sie die konfigurierten Vision-Systeme manipulieren, um die Platzierung der Kollisionsobjekte zu validieren.

Wenn Scanner am Roboterarm montiert sind, müssen Sie zuerst ein Robotermodell auswählen, damit dieses Vision-System in der Liste angezeigt wird. Andernfalls erhalten Sie eine Warnmeldung.

Die „Vision-System-Liste“ mit 3 Vision-Systemen, das vierte, kann nicht angezeigt werden, da kein Roboter ausgewählt wurde

Ein Bildverarbeitungssystem kann die folgenden Status haben:

• Verfügbar: der Scanner ist verbindungsbereit und das Vision System ist kalibriert
• Nicht verfügbar: der Scanner ist derzeit nicht verbindungsbereit; Überprüfen Sie die Stromversorgung, Verbindung und Netzwerkkonfiguration
• Nicht kalibriert: das Vision System ist noch nicht kalibriert – Sie müssen zuerst eine erfolgreiche Kalibrierung durchführen, um dieses Vision System im „Environment Builder“ verwenden zu können

Erhalten Sie detaillierte Informationen zu einem Bildverarbeitungssystem (Scanner-ID, Montageposition und Modelltyp), indem Sie darauf klicken . Die unteren Felder spiegeln die Kalibrierung des Bildverarbeitungssystems wider – Verschiebung und Ausrichtung der Scannerkamera relativ zur Roboterbasis (extrinsische Kalibrierung) oder zum Roboterflansch (Hand-Auge-Kalibrierung).

Das Übersichtsfenster des Vision-Systems enthält mehrere Schaltflächen:

• Sichtbarkeit: Sie können die Sichtbarkeit jedes Scannermodells, des Scanvolumens und des Ursprungs des Scanners (genauer gesagt seiner Kamera) ein-/ausschalten.
• Verbinden: Sie können auf die Schaltfläche „Verbinden“ klicken, sobald der Scanner verbindungsbereit ist und das Vision-System kalibriert wurde
• Verbindung trennen: Sobald die Verbindung hergestellt ist, können Sie die Verbindung zum Scanner mit dieser Schaltfläche trennen
• Auslöser: Während Sie mit dem Scanner verbunden sind, können Sie Scans auslösen

Detaillierte Informationen zu einem Vision System

Bitte beachten Sie, dass immer nur ein Scanner angeschlossen werden kann. Falls derselbe Scanner in mehreren Vision-Systemen verwendet wird, wird er in allen verbunden.

Der „Environment Builder“ teilt die Scannersteuerung mit der PhoXi-Schnittstelle – sobald er mit dem „Environment Builder“ verbunden ist, ist derselbe Scanner auch mit der PhoXi-Schnittstelle verbunden.

Validierung

Das Anschließen eines Scanners und das Auslösen von Scans hilft Ihnen, Kollisionsobjekte (hauptsächlich den Behälter) so zu platzieren, dass das Modell genau der Realität entspricht.

Um eine präzise Objektplatzierung zu gewährleisten, muss ein kalibriertes Vision System zum Anschluss verfügbar sein. Sie können dann einen Scan auslösen und damit das CAD-Modell so positionieren, dass sich das Modell und die Punktwolke überlappen.