Что такое робот Pick and Place и как он работает?
Последнее обновление: Эндрю Лайтстед, 19 апреля 2022 г. 9 минут, проведенных с пользой
Пищевая промышленность и упаковочная промышленность развиваются быстрыми темпами. Чтобы удовлетворить растущие потребности и необходимую эффективность, производители используют робототехнику для выполнения задач, которые в противном случае потребовали бы специального ручного труда.
Роботы для захвата и размещения являются одними из наиболее часто используемых автоматизированных машин на рабочем месте по упаковке пищевых продуктов.
В этой статье вы узнаете все о роботах для захвата и размещения, что они из себя представляют, и даже о различных областях применения и типах этих роботов. Начнем наше исследование прямо сейчас.
Что такое робот Pick and Place?
Роботы Pick and Place позволяют компаниям использовать автоматизированные решения для подъема объектов из одного места и размещения их в других местах.
Простые задачи, такие как подъем предметов или их перемещение, не требуют много мыслительных процессов. Следовательно, использование людей для выполнения этих задач может быть расточительным, поскольку рабочую силу можно использовать для других задач, требующих более высоких умственных способностей.
Эти повторяющиеся задачи выполняются роботами-подборщиками. Эти роботы часто оснащены датчиками и системами технического зрения для подъема объектов с движущейся конвейерной ленты.
Кто изобрел роботов Pick and Place?
Роботы захвата и размещения, используемые в настоящее время для монотонных задач в пищевой упаковочной промышленности, основаны на роботах Delta. Дельта-роботы были разработаны в начале 1980-х годов исследовательской группой под руководством профессора Реймонда Клавеля из EPFL, Швейцария.
Массовое производство упаковочных роботов началось в 1987, когда швейцарская компания Demaurex приобрела лицензию на создание этих роботов.
В 1999 году компания ABB Flexible Automation выпустила дельта-робот FlexPicker, который изменил правила игры в этой области.
Область роботов для захвата и размещения все еще развивается, и исследователи оптимизируют этих роботов для захвата еще более мелких предметов для компьютерных процессоров или для выполнения повторяющихся задач с более высокой скоростью и точностью.
Как работают роботы Pick and Place?
Существует несколько конструкций роботов для захвата и размещения в зависимости от конкретного применения, для которого они используются. Основной принцип большинства этих конструкций — схожие линии.
Эти роботы обычно устанавливаются на устойчивой стойке и имеют длинную руку, которая может достигать всей рабочей зоны. Конец крепления руки специализирован для типа объектов, которые робот намеревается перемещать.
Эти роботы могут перемещать предметы со стационарной поверхности на неподвижную поверхность, с неподвижной на движущуюся поверхность, перемещаться на неподвижную поверхность и перемещаться на движущуюся поверхность (например, между двумя конвейерными лентами).
На скольких осях может происходить движение традиционного робота «сбори и помести»?
Простые роботы для захвата и размещения, которые поднимают предметы и размещают их в других местах, оснащены манипулятором с 5 осями. Однако также используются 6-осевые роботы-манипуляторы, которые могут поворачивать предметы для изменения их ориентации.
Из каких частей состоит робот-подборщик?
Робот-манипулятор состоит из нескольких специальных частей, таких как:
Инструмент манипулятора робота: Манипулятор, также известный как манипулятор, является продолжением робота с использованием цилиндрических или сферических частей. связи и суставы.
Концевой эффектор: Концевой эффектор — это аксессуар на конце манипулятора, который выполняет требуемую работу, например захват объектов. Концевые эффекторы могут быть спроектированы для выполнения различных функций в зависимости от требований.
Приводы: Приводы создают движение в манипуляторе робота и концевых эффекторах.
Линейные приводы — это в основном любой тип двигателя, такой как серводвигатель, шаговый двигатель или гидравлический цилиндр.
Датчики: Вы можете думать о датчиках как о глазах роботов. Датчики выполняют такие задачи, как определение положения объекта.
Контроллеры: Контроллеры синхронизируют и управляют движением различных приводов робота, тем самым являясь мозгом, обеспечивающим бесперебойную работу робота.
Какие существуют типы роботов для захвата и размещения?
Существует множество различных типов роботов для захвата и размещения, например:
Декартовы роботы:
Декартовы роботы перемещают предметы в нескольких плоскостях, используя координаты X, Y и Z (известные как декартовы координаты).
Роботы быстрого выбора:
Быстрые роботы-подборщики подбирают предметы с очень высокой скоростью, поэтому они используются в приложениях с большими объемами. Эти роботы способны перемещать около 300 предметов в час.
Роботы-манипуляторы:
Роботы-манипуляторы — это самый простой и наиболее распространенный тип роботов для захвата и размещения предметов. Как описано ранее, они используются как 5-осевые и 6-осевые манипуляторы. 6-осевой манипулятор работает аналогично декартовым роботам, но имеет более низкую точность позиционирования по сравнению с дельта-роботами.
Дельта-роботы:
Дельта-роботы могут собирать предметы и размещать их в предопределенных схемах сборки или группах. Эти роботы могут быть оснащены датчиками или системами технического зрения для выбора предметов на основе разных цветов или размеров.
Коллаборативные роботы (Кобот):
Коллаборативные роботы названы так потому, что они работают совместно с людьми. Их цель — направить людей к месту сбора или желаемому месту. Эти роботы могут создать оптимальный маршрут, чтобы минимизировать время транспортировки.
Каковы преимущества робота Pick and Place?
Роботы для захвата и размещения предлагают несколько преимуществ по сравнению с использованием людей для той же цели.
Некоторые из этих преимуществ:
Скорость:
Скорость работы является одной из основных причин в пользу роботов для захвата и размещения. Эти машины могут поднимать множество предметов за то же время, что и человек, чтобы поднять один предмет.
Производительность:
За счет более высокой скорости работы робот-подборщик имеет более высокую производительность, чем человек. Вот почему современные производственные среды могут выпускать большее количество продуктов, чтобы увеличить производительность.
Непрерывное производство:
Людям нужны перерывы, которые могут привести к перебоям в производственной линии. Перебои случаются и при смене рабочих. Однако роботы не требуют перерывов и могут работать круглые сутки.
Консистенция:
Человеческий труд всегда вносит фактор человеческой ошибки. Однако робот для захвата и размещения будет работать на точных математических принципах, поэтому ошибок не будет, а конечным результатом будет последовательная работа.
Безопасность:
Подъем предметов связан с фактором риска падения предмета на человека и причинения травм. Однако у роботов такого риска нет, что обеспечивает более высокую безопасность на рабочем месте.
Возврат инвестиций:
Роботы Pick and Place позволяют компаниям минимизировать эксплуатационные расходы за счет небольших первоначальных инвестиций. Зарплаты и пособий нет. Это приводит к более высокой отдаче от инвестиций в производственные процессы.
Пропускная способность:
Роботы-подборщики обеспечивают более высокую пропускную способность, поскольку они могут перемещать большое количество объектов за заданное время. Как упоминалось ранее, роботы быстрого подбора способны перемещать товары со скоростью 300 штук в час.
Применение роботов Pick and Place
Как и промышленные роботы для упаковки пищевых продуктов, роботы Pick and Place служат для нескольких различных целей. Эти приложения включают:
Сборочные приложения:
В процессах сборки роботы захвата и размещения могут собирать несколько деталей из разных мест и собирать их в одном месте.
Сложная работа в электронной среде выполняется с использованием этих типов роботов для захвата и размещения.
Применение упаковки:
В качестве утилиты по упаковке робот собирает и кладет продукты питания и помещает их в упаковочный контейнер. Чтобы загрузить предметы в упаковочный контейнер, их можно даже забрать с конвейерной ленты.
Приложения для сбора из корзины:
В приложениях для подбора из корзин роботы для захвата и размещения могут забирать определенный предмет из корзины. Эти роботы для захвата и размещения оснащены усовершенствованными системами технического зрения, которые позволяют им точно идентифицировать требуемый элемент, что требуется при сборе мусора.
Инспекция и контроль качества:
Инспекция и контроль качества Роботы-подборщики идентифицируют каждый предмет, чтобы выяснить, соответствует ли он протоколу контроля качества производителя. Если товар выходит из строя, робот может снять его с производственной линии.
Сортировка деталей:
Роботы для сортировки деталей могут сортировать различные объекты на основе их формы или информации, содержащейся на самом объекте. Их можно использовать для разделения посылок или для аналогичных целей.
Медицинское применение:
Роботы для захвата и размещения также находят свое применение в медицинском секторе. Они не только помогают в сортировке медицинского инвентаря, но даже могут помочь в сложных операциях.
Отрасли, использующие роботов для захвата и размещения
Роботы для захвата и размещения используются в различных областях в качестве промышленных роботов. Некоторые из отраслей, в которых используются эти роботы:
Упаковка:
Упаковка является одним из наиболее распространенных типов применения роботов для захвата и размещения. От упаковки пищевых продуктов в упаковочный контейнер до роботов для укладки на поддоны, роботы для захвата и размещения находят широкое применение в пищевой промышленности.
Доставка:
Роботы-подборщики нашли свое применение в качестве роботов-доставщиков, а также в нескольких высокотехнологичных средах по всему миру.
Исследования:
Эти роботы также используются в исследовательских целях при работе с высокочувствительными элементами и соединениями в научной среде.
Электроника:
Роботы-подборщики размещают входящие компоненты на печатных платах электроники, такой как телефоны, телевизоры, компьютеры и т. д. Собираются вместе с помощью роботов-подборщиков для быстрого процесса сборки.
Роботы для укладки на поддоны:
Роботы для захвата и размещения используются в той или иной форме почти во всех отраслях промышленности в качестве роботов для укладки на поддоны для размещения предметов друг на друге для создания стопок (называемых поддонами) предметов.
Как правильно выбрать роботов Pick and Place для вашего бизнеса?
Когда дело доходит до робота для захвата и размещения на вашей производственной линии, вы не можете просто пойти и взять первого попавшегося робота.
Он требует тщательного исследования, основанного на некоторых важных факторах. Вот эти факторы:
Оси:
Количество осей определяет направления, в которых робот может двигаться. Пятиосевой робот может брать и размещать объект в любом месте в пределах одной плоскости, а шестиосевой робот также может перемещать объекты на разные плоскости. Дополнительные оси могут создавать крутящие и поворотные движения для различной ориентации объекта.
Досягаемость:
Досягаемость — это вся рабочая зона, до которой может дотянуться робот. Рабочая среда роботов будет определяться масштабом вашего рабочего места. Для большего рассредоточенного рабочего пространства потребуется робот с большей досягаемостью. Для меньшего рабочего пространства достаточно меньшего радиуса действия.
Скорость:
Для работы с большими объемами вам потребуется высокоскоростной робот для захвата и размещения. Если ваши требования к объему не так высоки, вы можете пойти на компромисс со скоростью движения.
Повторяемость:
Повторяемость — это способность робота выбирать и размещать предметы в точно определенном месте. Высокая повторяемость означает лучшую точность позиционирования и является желательным качеством для более плавной работы.
Лучшие роботы для захвата и размещения
Если вам нужен робот для захвата и размещения, который хорошо справляется со всеми факторами, которые мы определили выше, вы можете проверить ассортимент роботов для захвата и размещения PwrPack.
Эти роботы являются лучшими в отрасли машинами, которые не только служат своей цели, но и превосходят ваши ожидания благодаря безупречной конструкции и высокому качеству сборки.
Эти роботы поставляются с бесплатным оптимизированным программным обеспечением, обеспечивающим сверхвысокую скорость работы. Они идеально подходят для упаковки любых пищевых продуктов, будь то высокоскоростная упаковка печенья, кормов для домашних животных, хлебобулочных изделий или любых других применений.
Сколько стоят роботы Pick and Place?
Роботы Pick and Place — это не просто один робот, а правильно интегрированная система, состоящая из конвейерной ленты, передовых систем технического зрения и многого другого. Вся установка дешевле, чем вы могли бы потратить на рабочую силу, и стоит от 40 000 до 50 000 долларов.
Простые роботы для захвата и размещения, не требующие высокотехнологичных средств, таких как передовые технологии технического зрения, могут стоить всего несколько тысяч долларов.
Если вы сравните эти цифры с вашими затратами на рабочую силу и сопутствующими расходами, вы обнаружите, что человеческий аналог стоит вдвое или втрое дороже, что делает роботов для подбора и размещения значительно более дешевыми и эффективными инвестициями.
Заключение
В наши дни, когда производственный процесс происходит на производственной линии, чтобы удовлетворить периоды пикового спроса, ручной сбор изделий уже невозможен.
Любая область, которая замедляет производство, является еще одним узким местом в производственном процессе.
Вот почему в этой среде роботы для захвата и размещения являются не просто возможностью, а необходимостью. Это особенно актуально для индустрии упаковки пищевых продуктов, где действуют дополнительные факторы, такие как загрязнение людьми или сохранение целостности пищевых продуктов.
Ассортимент высокоскоростных роботов PwrPack позволяет компаниям удовлетворять растущий спрос благодаря совершенным возможностям высокотехнологичной автоматизации.
Часто задаваемые вопросы
[/vc_column_text]
Имеет ли робот для захвата и размещения вращательное движение?
Да, роботы для захвата и размещения могут совершать как вращательные, так и линейные движения. Все зависит от количества осей, которые есть у ваших роботов.
Насколько точны роботы для захвата и размещения?
Точность роботов для захвата и размещения может варьироваться от модели к модели. Роботы PwrPack для захвата и размещения являются одними из самых точных машин с очень высокой повторяемостью.
Какова степень свободы робота-подборщика?
Степень свободы (DOF) — это еще один термин для осей робота для захвата и размещения. Он определяет количество направлений, в которых может двигаться манипулятор, будь то линейные направления или направления вращения.
[/vc_column][/vc_row]
КОРОБКА — GMUNK
Сентябрь 2013 г. ––
Сотрудничая с безумно сумасшедшими гениями в Bot & Dolly в прекрасном Сан-Франциско, Мунковичу было поручено разработать дизайн действительно уникального предмета под названием BOX. Первоначально предполагалось, что эта часть будет функционировать как демонстрация технологии, но Манковиц и команда быстро осознали ее визуальный потенциал и превратили ее в часть дизайна и производительности.
Получившийся в результате короткометражный фильм является единственным в своем роде визуальным и технологическим достижением благодаря особому сочетанию таланта и оборудования за дверями объекта B&D.
Фильм
–– 01
Концепция
– Проекция
Произведение было основано на принципах сценической магии и включало пять основных категорий иллюзорного. Эти категории в значительной степени повлияли на концептуальную и эстетическую основу и были объединены с эстетикой графического дизайна, основанной на минималистичных формах и иллюминированной фрактальной геометрии.
Затем это направление было помещено в Физическую инсталляцию, основанную на проекциях, где вся «магия» была запечатлена вживую и в камеру, снята в документальном стиле без каких-либо пост-эффектов или обработки, чтобы придать ощущение подлинности и реальности. По сути, огромные технологии за занавесом полностью скрыты от зрителя методами, используемыми для захвата представления.
Подход к проектированию
– Теория иллюзий в дизайне
Подход к дизайну фильма заключался в том, чтобы графика была основана на черно-белом искусстве оптических иллюзий в качестве основного визуального катализатора. Было логично, что визуально, если произведение должно быть основано на принципах магии и иллюзии, графика также вписывается в эту теорию иллюзий в дизайне. Эта эстетика была применена ко всем произведениям искусства в BOX, и ее эволюция на протяжении всего произведения по мере изучения принципов чередовалась между затененной объемной графикой и самосветящейся геометрией.
Во-вторых, световой дизайн и стиль съемок во многом основаны на эстетике фильма нуар 40-х и 50-х годов с использованием черно-белой палитры и очень стилизованного минимального освещения для создания очень театрального образа; поскольку с точки зрения эстетики дизайна имело смысл отдать дань уважения тому периоду за произведение, основанное на такой вневременной форме искусства, как магия.
Наконец, последней частью головоломки было создание звукового ландшафта, подчеркивающего психоделический характер дизайна; чтобы по существу построить эмоциональную дугу на протяжении всего произведения, когда оно переходит от таинственных объектов в Коробке к ярко освещенной и открытой демонстрации технологии и, в конечном итоге, завершается полностью реализованным перформансом. Несметное число аналоговых синтезаторов было использовано самим мастером Soviet Rouge, что идеально сочеталось с концептуальными репликами и визуальной палитрой произведения.
Трансформация
– Глава 01
Первый принцип Магии, рассмотренный в этой части, – Трансформация, когда КОРОБКА трансформируется из одного состояния в другое, подобно тому, как шелковый носовой платок меняет цвет или типичный карточный фокус. от одной масти к другой. В этом случае Трансформация была достигнута за счет того, что КОРОБКА реагировала сначала на прикосновение и жесты персонажа, а затем на его движение, визуализируя геометрию и объем коробки, которые подразделяются этими действиями.
Были изучены различные визуальные стили, чередующиеся между затененной графикой, оп-артом, освещенными кубами и каркасами.
Левитация
– Глава 02Вторым принципом Магии является Левитация, когда маг бросает вызов гравитации и парит в нескольких дюймах от пола, холст начинает отрываться от земли и прикасаться к сюрреалистичности. Вводится еще один холст, и вместе стая сфер взаимодействует с освещенным туннелем, создавая иллюзию левитации объектов и перехода с одного холста на другой.
Ближе к концу раздела сферы возвращаются в виде одной сверхмощной Электросферы, которая является визуальной кульминацией раздела, затрагивая тему Восстановления, еще одного Принципа Магии.
Пересечение
– Глава 03 Третий принцип Магии на самом деле называется Проникновение, но так как мы все кучка мальчишек, мы не могли разобраться с этим названием, поэтому термин «Пересечение» был привык держать всех взрослыми.
Для этого принципа, основанного на концепции прохождения одного объекта через другой, т. е. набора стальных колец, соединяющихся и разъединяющихся, или мечей, проходящих через помощника в корзине, графическое решение состояло в том, чтобы два холста взаимодействовали друг с другом, одновременно рендеринг визуального эффекта «Solid-through-Solid».
Таким образом, используя общую центральную область Пересечения, было визуализировано множество графических выступов и углублений, чтобы создать глубину и интригу при выполнении этого Принципа Магии.
Телепортация
– Глава 04 Четвертый принцип Магии – это Телепортация, когда маг заставляет что-то перемещаться из одного места в другое – одолженное кольцо находится внутри клубка шерсти, канарейка внутри света лампочка, помощник из шкафа в заднюю часть театра, монета из одной руки в другую и т. д. В этом разделе Призма постоянно дублирует себя с каждым состоянием внешнего вида, в конечном итоге превращаясь в Додекаэдр, который затем Транспортируется между полотнами.
В конце концов, Додекаэдр становится светлым объектом и движется по длинному и глубокому коридору, в конечном итоге снова распадаясь на части и падая в глубокую пропасть, проецируемую на пол.
Побег
– Глава 05Пятый и последний принцип магии, по определению, заключается в том, что фокусника помещают в удерживающее устройство (например, наручники или смирительную рубашку) или в смертельную ловушку, и он убегает. для безопасности. Примеры включают в себя надевание смирительной рубашки и погружение в переполненный резервуар с водой, а также связывание и помещение в машину, которую отправляют через автомобильную дробилку.
В приложении BOX Demo персонаж «захвачен» единой геометрией холста, а затем раскрывается внутри коробки, где персонаж затем переносится в объем, когда за ним падает геометрический свет. В подходящем крещендо раскрывается гигантский ромбовидный портал, где персонаж избегает объема, путешествуя по Проходу, интерактивное освещение освещает его конечности, когда его уносит к Спасению.
Процесс
– Сочетание отраслей
Процесс создания этого произведения был довольно сложным, сочетая традиционные инструменты графического дизайна и анимации с роботизированной анимацией, проекционным мэппингом, автоматизированной кинематографией и набором других технологий, уникальных для студии. Задача сначала интегрировать графический дизайн с роботизированными движениями в физическом пространстве, а затем сохранить его визуальную точность при проецировании потребовала многих итераций, поскольку то, что хорошо выглядит на экране, не всегда трансформируется в проецируемое и снятое изображение.
В конце концов, была разработана довольно сложная система, позволяющая отображать рисунки почти так, как предполагалось; и крутой 4K-проектор тоже не помешал. Для получения дополнительной информации в The Creator’s Project есть прекрасная короткометражка о проекте, который стоит посмотреть.
Воспоминания
– Дети развлекаются
Эта команда была одной из лучших на сегодняшний день, и не только из-за огромного таланта каждого члена и соответствующего опыта. Со всеми долгими часами и сложным творческим процессом во время обзоров с дядей Джеффом эта команда всегда была сплоченной, доверяла друг другу и чертовски веселилась на этом пути.
В результате этот восхитительный танцевальный ансамбль был урезан, чтобы представить дух проекта, мастерски отредактированный единственным и неповторимым Иэном Колоном – им очень понравилась эта калибровочная палочка PhaseSpace. Было так весело делать этот невероятно богатый проект; один из лучших когда-либо. Всегда.
Пресс-ссылки
SIGGRAPH –– BOX Wins SIGGRAPH 2014 Best In Show
Компьютерное искусство | Витрина –– Создание ящика трюков с проекционным отображением
AvantGarde –– Bot & Dolly’s Box получает Серебряного льва в Каннах
The One Club –– Золотой карандашный дизайн / Bot & Dolly 9 0241
Vimeo : Vimeo представляет – 10 лучших видео 2013 года
The Creator’s Project –– [Лучшее за 2013 год] Год в творчестве: BOX
The Creator’s Project –– 9 0241 [Премьера видео] Проекционное картирование и Роботы объединяются в новом фильме «Бот и Долли 9»0241
Webby Awards –– BOX Webby Award Winner – Experimental & Weird
IO9 –– BOX Projection Mapping Next Level
Wired –– 90 241 Дополненная реальность — проекция-мэппинг на движущиеся объекты
Devour –– BOX Featured Film – Projection Mapping
Colossal –– Революционная демонстрация на стыке робототехники, проекционного картографирования и программного обеспечения
Кинооператор –– Робот и Долли – Коробка
Директор по дизайну, ведущий дизайнер
в Bot & Dolly
для будущего
Кредитный список BOX
9 0242 Компания-производитель: BOT & DOLLY
Исполнительные продюсеры: Билл Галуша, Ник Рид
Исполнительный креативный директор: Джефф Линнелл
Креативный и технический директор: Тарик Абдель-Гавад
Директор по дизайну: Брэдли Г.
