Bin Picking Studio 1.4.0: Bangun Lingkungan Robot Tanpa File CAD

Environment builder

Apakah Anda pernah mengalami situasi di mana Anda perlu menyesuaikan lingkungan robot tetapi tidak ada insinyur CAD di sekitar untuk membantu Anda? Mulai sekarang Anda dapat dengan mudah dan sendirian menggambar objek tabrakan sederhana langsung di Bin Picking Studio! 

Bagaimana caranya?

Kami telah menyiapkan panduan yang komprehensif namun mudah dipahami untuk Anda dalam artikel berikut.

Bin Picking Studio 1.4.0 datang dengan alat baru yang ramah pengguna “Environment builder”. Ini memungkinkan Anda untuk membangun model 3D dari sel kerja, menentukan ruang kerja robot dan menguji kemampuan geraknya. Alat ini juga memungkinkan Anda untuk memverifikasi model lingkungan dengan membandingkannya dengan point cloud dari scanner yang terkalibrasi.

“Environment builder” terdiri dari 3D visualizer dan control panel dibagi menjadi 3 tab dengan fungsionalitas yang berbeda:

• Scene: di sini Anda dapat membangun model 3D dari lingkungan robot
• Robot: di sini Anda dapat menguji gerakan robot
• Vision: di sini Anda dapat terhubung ke sistem visi yang terkalibrasi untuk membandingkan lingkungan virtual dengan dunia nyata

Scene

Cegah robot untuk meninggalkan ruang kerjanya dan batasi dalam kotak virtual – dengan cepat dan tanpa usaha! Kemudahan pekerjaan ditingkatkan dengan menampilkan robot dalam konfigurasi lingkungan dan dengan fitur tambahan untuk mengubah ukuran dan menskalakan objek lingkungan.

Untuk menikmati bin picking yang bebas tabrakan, Anda perlu mengelola model 3D yang presisi dari sel robotik nyata. Lingkungan virtual yang dibuat di Bin Picking Studio harus cocok dengan dunia nyata setidaknya dalam jangkauan robot. Meskipun trajetori diperiksa untuk tabrakan, scanner tidak pernah melihat setiap objek dalam adegan sehingga Anda perlu menentukan objek tabrakan statis yang cocok dengan kenyataan. 

Object list

Tab “Scene” berisi “Object list”, yang mendukung struktur hierarkis. Ini berarti setiap objek dapat memiliki objek anak yang terhubung padanya untuk memanipulasi sekelompok objek dengan lebih mudah. Anda dapat menggunakan tombol +/- di samping objek induk untuk memperluas/menyusutkan daftar objek anak.

Untuk mengubah hierarki objek yang telah ditentukan Anda dapat mengambil objek di “Object list” dan memindahkannya ke posisi yang diinginkan dalam daftar (perhatikan ikon + yang muncul ketika objek dipindahkan di atas objek lain untuk menjadikannya anaknya).

Contoh:

Pertimbangkan palet dengan beberapa objek. Bermanfaat untuk menentukan setiap objek sebagai anak dari objek induk. Dengan cara ini Anda dapat memanipulasi (memindahkan, memutar, dst…) semua objek dengan hanya mengubah properti posisi objek induk.

Setiap objek di “Object list” menawarkan 3 opsi yang terdaftar di sampingnya (dari kiri ke kanan):

• Sync icon: mengatakan apakah objek disimpan (disinkronkan) atau belum disimpan
• Visibility toggle: mengaktifkan untuk menampilkan/sembunyikan objek
• Remove button: mengaktifkan untuk menghapus objek (perhatikan bahwa menghapus objek induk juga akan menghapus semua objek anaknya)

Tab “Scene” dengan “Object list” yang disorot dan tombol “+ Add object”

Anda dapat menambahkan objek baru ke adegan dengan mengklik tombol “+ Add object” di sudut kiri bawah 3D visualizer. Anda dapat menentukan objek tabrakan menggunakan salah satu bentuk primitif yang tersedia (box/sphere/cylinder) atau mengunggah file STL. 

Saat memilih bentuk primitif, Anda dapat menentukan propertinya di “Edit form” dan “3D object tools panel”. 

Jika Anda memilih file STL, jendela pop-up akan muncul, meminta Anda untuk memasukkan nama objek baru, memilih file untuk diunggah dan memilih jenis objek. Terdapat 3 jenis objek yang tersedia:

• Bin: dimaksudkan untuk model CAD apa saja yang mewakili bin (dirender dalam biru)
• Environment: objek tabrakan lain yang juga cocok dengan objek nyata di sekitar robot (dirender dalam abu-abu)
• Virtual collision object: digunakan untuk objek yang mungkin tidak selalu ada dalam lingkungan nyata robot – terutama digunakan untuk membatasi ruang kerja robot selama bin picking tetapi juga untuk menentukan dinding sel untuk memungkinkan inspeksi transparan dari robot (virtual) di dalam (dirender dalam merah dan semi-transparan, sebagai jenis objek tunggal)

Setiap jenis objek ini mewakili “objek tabrakan” dalam arti bahwa objek yang diambil tidak akan tabrakan dengannya.

Setelah memilih objek dari “Object list”, objek tersebut disorot dalam biru dalam daftar dan dalam merah di visualizer. Selain itu, panel “Edit form” dan “3D object tools” muncul. Anda juga dapat memilih objek dengan langsung mengkliknya di 3D visualizer. Untuk membatalkan pilihan objek, klik di “Object list” sekali lagi atau pilih opsi “Close” dari panel “3D object tools”.

Edit form & 3D object tools

Setelah memilih objek baik dari “Object list” atau di 3D visualizer, panel “Edit form” dan “3D object tools” akan muncul.

Tab “Scene” dengan “Edit form” yang disorot, panel “3D object tools” dan tombol “Save scene”

Panel “Edit form” memungkinkan Anda memasukkan properti objek berikut:

• Name (dari objek)
• Type (dari objek seperti yang dijelaskan di atas)
• CAD file (mesh): Anda dapat mengunduh objek STL
• Scale: Anda dapat menskalakan objek STL
• Dimensions: Anda dapat mengubah ukuran objek (hanya untuk bentuk primitif): lebar/tinggi/kedalaman untuk box, radius untuk sphere dan radius/tinggi untuk cylinder
• Position: Anda dapat mengubah posisi asal objek relatif terhadap asal objek induk
• Rotation: Anda dapat memutar objek di sekitar asalnya sendiri

Anda juga dapat memanipulasi objek secara dinamis dengan “3D object tools”: 

• Move: opsinya menampilkan panah markir sehingga Anda dapat mengubah posisi objek sepanjang sumbu yang diinginkan dengan menyeret markir
• Rotate: opsinya menampilkan lingkaran markir sehingga Anda dapat mengubah rotasi objek di sumbu yang diinginkan dengan menyeret markir
• Scale: opsinya menampilkan panah markir sehingga Anda dapat menskalakan objek
• Resize: opsinya menampilkan panah markir sehingga Anda dapat mengubah dimensi objek di sumbu yang diinginkan dengan menyeret markir (hanya untuk box dan cylinder)
• Self/Parent toggle: Anda dapat mengubah asal rotasi saat memutar menggunakan markir; pilih “self” untuk memutar di sekitar asalnya sendiri; pilih “parent” untuk memutar di sekitar asal objek induk

Markir juga memungkinkan Anda menambahkan peningkatan ke nilai posisi/rotasi untuk setiap sumbu. Sebaliknya menyeret markir di arah yang diinginkan, cukup klik panah/lingkaran untuk sumbu tertentu, masukkan nilai yang diinginkan dan terapkan dengan mengklik tombol “Check”.

Tombol “+ Add child object” memungkinkan Anda membuat objek anak untuk objek yang saat ini dipilih. Gunakan tombol “x Close” untuk membatalkan pilihan objek (akhiri pengeditan).

Selesaikan tindakan dengan mengklik tombol “Save scene” . Lingkungan virtual akan disinkronkan dengan robot. Hanya setelah itu Anda dapat menggunakan tab “Robot” dengan kontrol robot.

Robot

Sebelum mengakses tab “Robot”, Anda terlebih dahulu perlu memilih robot dan gripper dari database dan menentukan toolpoint. Anda kemudian dapat secara virtual memutar robot dan menentukan ruang kerjanya.

Robot controls

Anda dapat memilih dari tiga mode gerakan:

• Joint
  Di sini Anda dapat secara virtual memutar setiap sendi robot dengan dua cara:

   

  • Menggeser slider untuk sendi yang sesuai
  • Dengan memasukkan posisi sendi secara manual di kolom input

• Linear (Tool coordinate system / Robot-base coordinate system)
  Anda dapat memindahkan toolpoint robot baik dalam sistem koordinat alat atau basis robot. Tiga cara untuk memindahkan robot:

   

  • Dengan menggeser markir di toolpoint robot, menyeretnya ke posisi yang diinginkan
  • Dengan menyeret panah untuk memindahkannya di setiap sumbu atau dengan menyeret lingkaran untuk memutarnya
  • Dengan memasukkan posisi dan orientasi TCP secara manual di panel “Toolpoint position”

Jika Anda mengklik tombol “Home pose”, robot akan secara otomatis dipindahkan ke posisi defaultnya. Untuk mengaktifkan fitur pemeriksaan tabrakan, gunakan tombol toggle “Highlight collisions ON/OFF”.

Saat manuver robot, batasan sendi diterapkan.

Contoh pengaturan batasan sendi

Batasan sendi memungkinkan Anda menentukan ruang kerja perencanaan jalur robot.

Robot biasanya hanya perlu bergerak dalam sebagian kecil dari jangkauan sendi. Kami sangat merekomendasikan Anda untuk mengatur batasan sendi sehingga perencanaan jalur hanya terjadi di subruang itu dari ruang kerja lengkap robot. Batasan sendi yang diatur dengan benar memiliki efek positif pada waktu komputasi perencanaan jalur dan tingkat keberhasilan.

Jika Anda membiarkan kolom batasan sendi kosong, sistem akan menggunakan perangkat keras default robot.

Harap diperhatikan bahwa batasan sendi yang terlalu ketat dapat menyebabkan kegagalan perencanaan jalur. Selalu izinkan sedikit kelonggaran. Untuk memverifikasi bahwa jangkauan robot cukup, gunakan opsi jogging di panel “Robot controls”. Pastikan robot dapat mencapai setiap tempat dalam model bin dengan berbagai orientasi gripper.

 

Vision

Anda mungkin juga pernah mengalami kesulitan yang timbul dari ketidakcocokan antara sel bin picking nyata dan versi CAD-nya. Ini tidak akan menjadi masalah lagi dengan opsi baru untuk memicu pemindaian dan memeriksa apakah point cloud yang dipindai cocok dengan ruang virtual yang dimodelkan. Karena sekarang Anda juga dapat memeriksa volume pemindaian sistem visi yang digunakan, tidak pernah lebih mudah bagi Anda untuk menyiapkan bidang pandang.

Tab “Vision” memungkinkan Anda untuk memanipulasi sistem Visi yang dikonfigurasi untuk memvalidasi penempatan objek tabrakan.

Jika scanner dipasang pada lengan robot, Anda terlebih dahulu perlu memilih model robot untuk sistem Visi itu muncul dalam daftar. Jika tidak, Anda akan mendapatkan pesan peringatan.

Daftar “Vision System” dengan 3 sistem Visi, yang keempat tidak dapat ditampilkan karena belum ada robot yang dipilih

Sistem Visi dapat memiliki status berikut:

• Available: scanner siap terhubung dan sistem Visi telah terkalibrasi
• Not available: scanner saat ini belum siap terhubung; periksa daya, koneksi dan konfigurasi jaringan
• Not calibrated: sistem Visi belum terkalibrasi – Anda terlebih dahulu perlu melakukan kalibrasi yang berhasil untuk menggunakan sistem Visi ini di “Environment builder”

Dapatkan informasi rinci tentang Sistem Visi (ID scanner, posisi pemasangan dan tipe model) dengan mengkliknya. Kolom bawah mencerminkan kalibrasi Sistem Visi – terjemahan dan orientasi kamera scanner relatif terhadap basis robot (kalibrasi ekstrinsik) atau flange robot (kalibrasi tangan-mata).

Jendela ringkasan Sistem Visi berisi beberapa tombol:

• Visibility: Anda dapat menyalakan/mematikan visibilitas setiap model scanner, volume pemindaian dan asal scanner (secara spesifik kamera)
• Connect: Anda dapat mengklik tombol “Connect” setelah scanner siap terhubung dan sistem Visi telah terkalibrasi
• Disconnect: setelah terhubung, Anda dapat memutuskan koneksi dari scanner menggunakan tombol ini
• Trigger: sambil terhubung ke scanner, Anda dapat memicu pemindaian

Informasi rinci tentang Sistem Visi

Harap diperhatikan bahwa hanya satu scanner yang dapat terhubung pada satu waktu. Jika scanner yang sama digunakan dalam beberapa Sistem Visi, scanner tersebut akan terhubung di semua mereka.

“Environment builder” berbagi kontrol scanner dengan PhoXi Interface – setelah terhubung di “Environment builder”, scanner yang sama juga terhubung di PhoXi Interface.

Validation

Menghubungkan scanner dan memicu pemindaian membantu Anda menempatkan objek tabrakan (utama bin) sehingga model cocok dengan kenyataan secara presisi.

Untuk memastikan penempatan objek yang presisi, Sistem Visi yang terkalibrasi harus tersedia untuk terhubung. Anda kemudian dapat memicu pemindaian dan menggunakannya untuk memosisikan model CAD sehingga model dan point cloud tumpang tindih.