Zwermende AGV’s... FiFi volgt je op een wenk

FiFi is een AGV die reageert op je wenken. Hij volgt je op de voet door het magazijn en de rekken en neemt alle sleepwerk voor zijn rekening.

Trefwoorden: #AGV, #FiFi, #Hannover Messe, #Karlsruhrer Institut für Technolgie, #KIT, #zwermende AGV

Lees verder

Magazine

Download het artikel in

ENGINEERINGNET - Het rode rennertje van KIT (Karlsruher Institut für Technologie) speurde de preview van de Hannover Messe af met zijn baasje, wetenschappelijk medewerker Andreas Trenkle. «Fifi komt helemaal tot zijn recht waar logistieke operaties niet te automatiseren vallen».

FiFi wordt ontwikkeld in het kader van het Duitse Industrie 4.0 onderzoeksproject, met fondsen van de Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF). FiFi is gebouwd op een AGV van Bär Automation die 500 bij 500 mm meet. Het toestel heeft een platform dat met een lift zo’n 40 cm omhoog kan en 30 kg kan dragen.

Stijgen en dalen zijn beweginggestuurd. Het kan ook ingesteld worden op de specifieke hoogte van de persoon. Andreas Trenkle: “In een volgende versie voor picking toepassingen denken we eraan de hoogte van het platform automatisch te laten aanpassen naargelang de gebruiker iets hoog of laag ophaalt.”

De 3D-camera - een eerste versie van de Kinect, zoals die ook in de PlayStation2 is gebouwd - pikt gebarendata op en gaat die interpreteren met beeldverwerkingssoftware op een industriële pc van B&R. Het reduceert de menselijke figuur tot een ‘stokjesmannetje’. Gebaren zijn dan ook nog vrij ‘eenvoudig’ en ‘eenduidig’.

Verschillende modi
FiFi werkt in verschillende modi. In ‘maneuvreer modus’ laat het apparaat zich via gebaren op een precieze plek wenken. In ‘volg modus’ volgt het de aangemelde gebruiker -en geen ander- op de voet. Aanmelden en afmelden gebeuren op een ‘wenk’ van de linker- of rechterhand.

Komt iemand tussen de gebruiker en de AGV te lopen, zal FiFi stilvallen. Een tegen een hoek van de AGV aangebouwde laserscanner voorkomt ook regelrechte botsingen in veiligheidszones.

In ‘cluster modus’ gaan meerdere FiFi’s in ganzenpas achter elkaar aan. De tweede FiFi richt zich op een LED-strip op de rug van de eerste. In ‘line modus’ kan de gebruiker FiFi naar een voorgeprogrammeerde bestemming sturen. De AGV volgt dan een lijn op de grond. Een visuele lijn of een magneetstrip.

De ‘hybride modus’ combineert de ‘volg’ en ‘line modus’. Het toestel zal de gebruiker op een vaste afstand volgen langs een voorafbepaald traject. Eerdere tests, bij een autoconstructeur, combineerden ook met transponders in de vloer en lieten FiFi op bepaalde ogenblikken los als een AGV.

Twee basisversies
FiFi komt in twee versies. Het rode prototype heeft een platform dat tot 30 kg kan tillen en meevoeren. Grote broer, in ‘t geel, sjouwt tot 300 kg. Die krijgt niet de ‘structured light’ 3D visie met VGA-kwaliteit mee van kleine FiFi maar de recentere ‘time of flight’ technologie van de nieuwste Kinect die ook op de Xbox One kwam. Een IR-lichtsignaal wordt uitgestuurd en een klok houdt bij hoe lang het duurt vooraleer het signaal teruggekaatst is.

Zo wordt afstand of diepte gemeten. Dat vergt nauwkeurigheden tot op één honderd miljoenste seconde. Deze ‘high fidelity’ 3D-visie vergt een processor die 6.5 miljoen pixels per seconde aankan. De nieuwe Kinect heeft ook een 2D kleurencamera en actieve IR modus aan boord.

“Kleurherkenning werkt goed in het lab maar in een industriële omgeving lukt dat heel wat minder”, geeft Trenkle toe. Maar wat voor de researchers bij KIT de doorslag gaf was het feit dat deze camera op het Microsoft Framework loopt. “We hebben ook andere industriële camera’s getest maar de MS-camera beschikt over meer kant-en-klare tools die maken dat hij ook makkelijker te integreren en op te zetten is.”

Met de SDK’s programmeren ze eigen bewegingen. Gebaren en wenken verschillen immers van de soort job of toepassing. Trenkle verduidelijkt: “Aanvankelijk gebruikten we open bron SDK’s van Primesense - het Israëlische bedrijf dat de Kinect ontwikkelde maar eind 2013 door Apple opgekocht werd -en het OpenNI-Framework maar toen die laatste in de lente van vorig jaar uit de lucht ging, schakelden we naar het MS-Framework.”

Moduleerbaar
Na twee jaar slaagden de onderzoekers er in twee FiFi’s te bouwen en die te doen werken. “We hebben middelen aangevraagd voor een extra twee jaar om FiFi in het veld te zetten en te leren wat we in de industriële omgeving, in picking zones, nog kunnen verbeteren.”

Het project loopt onder de naam Karis Pro. De opzet is soepele en intelligentere productienetwerken te realiseren. Zo wordt er gedacht aan het moduleerbaar maken van de FiFi’s. De basis -het rijdende AGV-deel- zou een platform kunnen zijn waarop verschillende, speciale toepassingen verder bouwen.

Zo zou FiFi bovenop een gemotoriseerde rollenbaan kunnen meekrijgen. Of uitgerust worden om een rack te transporteren tussen opslag en pickingzone, zoals de Kiva bij Amazon.

‘Zwermtechnologie’ -zoals ook Fraunhofer IML en het Duitse Dematic in Dortmund onderzoeken- kan een legertje FiFi’s aansturen om flexibel te anticiperen op punctuele intralogistieke behoeften. In de plaats van een vorklift of shuttle er op af te sturen, kunnen vier of zes FiFi’s een cluster vormen om een ton zwaar pallet af te voeren.

Is de pallet doorgerold, dan ‘ontbindt’ de cluster. Elke FiFi kan dan weer ingezet worden in een andere configuratie. Even later zouden ze bijvoorbeeld één ‘lijn’ kunnen vormen die fungeert als een typische rollenbaan. Tot ook die klus is geklaard.

Er is alvast een geïnteresseerde industriepartner gevonden in automotive: Audi. Meer bepaald bij quattro in Neckarsulm dat Audi's RS-wagens en exclusieve modellen bouwt. Maar ook Bosch en DHL zouden aangeboden hebben FiFi te willen testrijden.

Andere partners: SEW Eurodrive, Sick, flexlog, Pepperl+Fuchs,... “We bouwden al vier prototypes. We gaan er nu nog eens vier bouwen en tegen het einde van het jaar zijn het er tien”, rekent Trenkle. Prijs? “Daar werken we ook aan.” Smile.


Luc De Smet, Engineeringnet