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CASE STUDY
산업 분야: 로봇 핸들링/제조 자동화
제품: Helios2 비행 시간 카메라
SDK: 3D 인식 소프트웨어
로봇 그리퍼는 Helios2 ToF 카메라를 사용하여 적층 가능한 상자를 옮깁니다
과거에는 대부분의 로봇은 티칭-앤드-리피트(가르치고 반복) 방식에 의해 작동하도록 설정되었습니다. 이를 위해서는 일반적으로 숙련된 작업자가 휴대용 제어 장치를 사용하여 로봇과 로봇의 작업을 수동으로 프로그래밍해야 했습니다. 그러나 최근에는 카메라를 이용한 자동 제어 시스템이 도입되어 작업 효율성을 높이고 로봇 티칭의 필요성을 없앴습니다. 지금까지 천장에서 물체의 조감도를 캡처하거나 로봇 팔에 부착된 대상을 캡처하는 데 로봇 비전이 사용되었습니다. 이 방법은 현장의 설치 및 레이아웃 변경, 사용 중인 로봇 그리퍼의 유형 등 다양한 요인으로 인해 로봇 제어 프로그램의 조정이 필요했습니다. 이것이 현장에서 로봇을 핸들링 하는 것을 복잡하게 만들었고 완전 자동화된 로봇 시스템이 아직 출시되지 않은 주요 이유 중 하나였습니다.
과제
로봇 핸들링 기술에 중점을 두고 있는 일본 기업인 Roboshin은 현장 자동화 시스템의 다기능성을 향상시키기 위해 SHINMEI Industry Co., Ltd. 및 SHINWA Co., Ltd.와 협력하여 로봇 그리퍼에 장착된 3D 카메라를 통해 플라스틱 상자를 집는 데 특화된 로봇 그리퍼를 상용화했습니다. 3D 인식 소프트웨어와 3D 비행시간(ToF) 카메라가 장착된 로봇 그리퍼의 결합으로 사용 환경에 관계없이 로봇 그리퍼에 의존하지 않는 시스템을 쉽게 도입하고 설정할 수 있게 되었습니다.
기존에는 로봇 그리퍼에 3D 카메라를 장착할 경우 카메라의 크기와 무게, 3D 이미지를 획득하는 데 걸리는 시간 등이 문제였습니다. 3D 카메라가 너무 크면 좁은 작업 공간과 주변 선반 및 테이블의 간섭이 우려사항이었습니다. 이것은 물체의 배치 및 활송장치로의 삽입과 같은 다양한 작업을 방해할 수도 있었습니다. 카메라가 너무 무거울 경우 로봇이 처리할 수 있는 유효하중(payload)이 제한되었고, 픽업할 물체에 따라 더 무거운 유효하중을 처리할 수 있는 로봇으로 전환해야 했습니다. 또한 3D 이미지 획득 시간이 길어지면 전체 택트타임(takt time)에도 영향을 미쳤습니다. 따라서 택트타임을 단축하기 위해서는 실시간으로 3D 이미지를 획득하는 것이 중요했습니다.
또한 3D 이미지를 생성하기 위해 후속 처리가 필요한 경우 응답 시간이 문제가 될 뿐만 아니라 호스트 측의 CPU 부하가 증가하여 처리 속도가 느려지고 시스템 비용이 증가할 것입니다.
그리퍼에 3D 카메라를 장착한 Roboshin 로봇 그리퍼는 플라스틱 쓰레기통 피킹에 특화된 제품입니다.
솔루션
LUCID의 3D 비행시간(ToF) Helios2 및 Helios2+ 카메라에는 Sony의 DepthSense™ IMX556PLR 이면조사형 ToF 이미지 센서가 탑재되어 30fps의 속도로 고화질 실시간 3D 포인트 클라우드 데이터를 획득할 수 있습니다.
60 x 60 x 77.5mm의 컴팩트한 디자인과 400g 미만의 무게로 인해 이 3D 카메라는 로봇 그리퍼에 장착하기에 이상적입니다. Factory Tough Helios2/2+ 카메라는 DIN EN60068-2-27에 따른 내충격성 시험과 DIN EN60068-2-64에 따른 내진동성 시험을 통과했으며 먼지와 습기가 있는 까다로운 환경에서 사용할 수 있도록 IP67 인증을 받았습니다.
새로운 로봇 그리퍼에는 LUCID의 Helios2 ToF 카메라가 장착되어 있습니다. 이 3D 카메라를 사용하면 일반적으로 바로 위에서 접근하는 방식이 아닌 측면에서 그리퍼가 플라스틱 상자에 접근할 수 있습니다. 이 접근 방식을 통해 그리퍼는 여러 층으로 적재된 플라스틱 상자를 집어 활송장치(chute)로 공급할 수 있습니다. Helios2 ToF 카메라는 크기 및 무게 제한, 이미지 획득 시간 및 후속 처리 요건을 포함하여 3D 카메라를 로봇 팔 그리퍼 시스템에 통합하는 것과 관련된 문제를 극복하는 데 도움이 되었습니다.
헬리오스2 ToF 카메라를 사용하면 그리퍼가 플라스틱 쓰레기통에 바로 위가 아닌 측면에서 접근할 수 있습니다.
헬리오스2 3D ToF 카메라는 IP67 보호 등급, 60 x 60 x 77.5mm의 컴팩트한 크기, 400g 미만의 무게로 제작되어 로봇 팔에 장착하는 데 이상적입니다.
결론
최근 몇 년 동안 다양한 작업장, 특히 창고와 같은 산업 환경에서 첨단 로봇을 사용하는 추세가 증가하고 있습니다. 3D Time-of-Flight 기술의 도움으로 로봇 시스템은 이제 전례 없는 정확도로 주변 환경을 인식할 수 있습니다. 3D ToF 카메라의 통합은 향후 자동화된 로봇 시스템 채택에 대한 상당한 잠재력을 제공하여 주변 환경을 인식하는 깊이 감지 지능(depth-sensing intelligence)을 제공하고 깊이 이미징 데이터를 캡처하여 정확하고 편리하며 빠른 속도로 비즈니스에 중요한 기능을 수행합니다. 전반적으로 LUCID의 Helios2 ToF 카메라는 로봇이 주위 환경과 상호 작용하는 방식을 개선하여 자동화를 보다 효율적이고 안정적이며 비용 효율적으로 만들 수 있는 작고 가벼운 솔루션을 제공합니다.
로보신의 로봇 그리퍼가 작동하는 모습을 동영상으로 확인하세요.
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Helios2 및 Helios2+ 3D Time-of-Flight 카메라에 대한 자세한 내용은 당사의 Helios2 제품 페이지를 방문하세요.