Несмотря на высокую степень автоматизации, в логистических центрах Вайлдбериз по-прежнему много работы для людей. Один из проектов по замене ручного труда на роботизированный выполняла наша компания.
Один из этапов сортировки отправлений — разбор их из завала и выкладывание на специальный сортировочный конвейер. Нюанс в том, что конвейер движется с большой скоростью (1.5 м/с), а товары нужно укладывать строго между метками. Данные метки впоследствии используются для синхронизации в автоматической сортировочной машине — с товаров считываются коды, и в нужном месте товар выталкивается в «свою» ячейку.
Мы занимались роботизацией именно этого процесса. Он схематично изображен на рисунке:
Задача — весьма нетривиальная, так как:
- Требуемая производительность — 40 отправлений в минуту
- Размер отправлений — от 5х5 см. до 50х40 см., вес также варьируется от 50 гр. до 5 кг.
- Толщина может быть 3 мм. (конверт), а может быть 30 см. (коробка)
- 20% отправлений — коробки, а 80% — пакеты
- Пакет может быть маленькой открыткой в пленке, а может быть пуховиком в пакете
- Форма, материал, положение пакетов — различаются кардинально
- Нужно забрать объект из завала и положить его ровно между метками конвейера, движущегося со скоростью 1.5 м/с
- При этом отправление нужно еще и развернуть так, чтобы оно лежало длинной стороной вперед.
Первый этап — отладка на нашей территории
Для работы с проектом был куплен второй конвейер, пересобрана рама робота. На приемный (сортировочный) конвейер были нанесены метки и установлен энкодер для точного определения местоположения метки (точнее, ее «фазы», если говорить терминами радиоэлектроники).
Была обучена нейросеть для определения двух классов: «коробка» и «пакет». Данное разделение было нужно по той причине, что перенос пакетов требует несколько других параметров траектории робота (нужно опускаться ниже, чтобы бОльшее число присосок зацепило объект, а также подниматься с меньшим ускорением, чем это можно позволить на коробках).
Для определения высоты объектов предполагалось использование лидара, но на практике хорошо себя зарекомендовала линейка из ультразвуковых датчиков, расположенных над конвейером. По расстоянию от датчика до объекта можно достаточно достоверно рассчитать его высоту.
На видео — промежуточная фаза испытаний, еще без поворота объектов и без переноса пакетов:
Отдельного внимания заслуживает захват (на видео не показан), который был многократно доработан для улучшения качества захвата пакетов при всем их многообразии.
Тестирование на территории заказчика
После демонстрации результата на нашей территории заказчиком было принято решение о продолжении испытаний уже в его логистическом центре в Подольске.
Один из промежуточных вариантов применения ультразвуковых датчиков для определения высоты отправлений:
Испытания были пройдены успешно, была достигнута требуемая производительность в 40 отправлений в минуту. Процент успешного захвата и перекладки объектов составил 94%, некоторые посылки «отваливались» в процессе переноса из-за слишком нестандартной формы.
Ввиду того, что на тот момент заказчик сформировал собственный конструкторский отдел, занимающийся роботизацией, все наработки были переданы в него и дальнейшую работу заказчик продолжил самостоятельно.