Despaletizado: con la tecnología instantánea 3D, los robots ven mejor

18-ago-2020

Más autonomía en la entrada de mercancías: para afrontar los nuevos rectos del sector, los fabricantes de automóviles deben aumentar su inversión en la modernización de sus procesos de producción. Gracias al uso de los sensores Visión 3D Visionary-T de SICK formando sinergias con los algoritmos inteligentes de Neadvance, un importante fabricante de automóviles en la República Checa ya ha incrementado la inversión en sus estructuras logísticas y ha asegurado así la viabilidad de su sistema de recepción de mercancías de cara al futuro. Con la unión de sus fuerzas, ambas empresas han dado un paso más en la automatización de la recepción de mercancías y optimizado así la eficiencia en los procesos del cliente.

The central element of the solution is using articulated robots combined with the Visionary-T 3D camera.
The central element of the solution is using articulated robots combined with the Visionary-T 3D camera.

 

Entrada de mercancías como elemento de un sistema global

El elemento central de la solución es un robot de brazo articulado que está equipado con la tecnología Visión 3D Visionary-T. La misión del robot consiste en recoger la mercancía entregada en palés y transferirla a una cinta transportadora, la cual constituye la conexión con el almacén de intralogística. Tornillos, espejos y válvulas: antes de la introducción del sistema automatizado de recepción de mercancías, tras la descarga desde el camión los componentes se sacaban de los palés y se enviaban a su destino en la producción de automóviles manualmente. En la actualidad, el fabricante dispone de una solución logística global que controla la entrada de mercancías, los almacenes de estanterías altas y la producción.

Por eso era necesario que el robot encargado del despaletizado funcionase con la suficiente autonomía como para detectar por sí mismo la posición de cada paquete sobre un palé entregado y volviera a detectar cada nueva unidad de embalaje para poder agarrarlas con seguridad. Esta difícil tarea se solucionó con un producto de Visión 3D de SICK: la cámara de transmisión en continuo Visionary-T CX proporciona imágenes tridimensionales al robot gracias a su tecnología instantánea 3D.

 

Visionary-T takes a 3D snapshot to calculate the gripping coordinates for the robot
Visionary-T toma una instantánea 3D para calcular las coordenadas de prensión del robot
Visionary-T takes a 3D snapshot to calculate the gripping coordinates for the robot
Visionary-T toma una instantánea 3D para calcular las coordenadas de prensión del robot

 

Medición del tiempo de vuelo del haz luminoso para la determinación de la forma y la distancia

Para la generación de estas capturas tridimensionales, el dispositivo utiliza la tecnología 3D “Time of flight”. Esta tecnología se basa en el principio de la medición del tiempo de vuelo del haz luminoso: una fuente de luz integrada emite luz que, a continuación, se devuelve a la cámara reflejada en la superficie del objeto. La pequeña diferencia de tiempo hasta el retorno de la luz emitida sirve para calcular la distancia a la que se encuentra la superficie reflectante. Con ayuda de algoritmos especiales, los datos recogidos se transforman en una representación tridimensional. Gracias a la elevada velocidad de repetición de imágenes de la cámara, esta operación puede realizarse hasta 50 veces por segundo. Su potente iluminación ambiental activa integrada permite el uso de la cámara incluso en total oscuridad y la detección de objetos con muy baja reflectancia.

En el sistema de recepción de mercancías del fabricante original, el Visionary-T CX está colocado en un brazo robótico y se mueve siempre junto a este como un ojo vigilante. Gracias a ello, la cámara de transmisión en continuo puede seguir las aceleraciones dinámicas, movimientos inversos y vibraciones del robot directamente y proporcionar información específica. En esta aplicación, el uso de la tecnología instantánea 3D resultó de gran importancia para Neadvance, ya que permite capturar simultáneamente la profundidad y la intensidad de cada uno de los píxeles de una imagen. Y como Visionary-T no necesita componentes móviles para recoger la información de profundidad, la cámara es además especialmente robusto frente a las vibraciones e impactos externos. Esta característica resulta sumamente útil cuando, como es habitual en una entrada de mercancías, la recogida automatizada de las entregas debe realizarse con rapidez.

Durante su funcionamiento, el Visionary-T CX suministra las conocidas nubes de puntos 3D que, con ayuda de los algoritmos adecuados desarrollados por Neadvance y basados en análisis de formas en 3D, se utilizan para la determinación de la posición de cajas y paquetes. El robot se desplaza entonces a las coordenadas correspondientes con su mecanismo prensor especial, agarra el producto con seguridad y lo deposita sobre la cinta transportadora. Y el proceso vuelve a comenzar desde el principio para agarrar la siguiente caja. El robot se desplaza sobre el palé y el Visionary-T CX toma las imágenes necesarias y suministra los datos en 3D que una unidad de control procesará para obtener las coordenadas del próximo destino.

 

Therefore, the switch to 3D snapshot technology from SICK, and the close collaboration with Neadvance in the engineering process, resulted in a huge technology breakthrough.
Therefore, the switch to 3D snapshot technology from SICK, and the close collaboration with Neadvance in the engineering process, resulted in a huge technology breakthrough.

 

Lograr el éxito con ingeniería común

Antes de introducir la potente solución de SICK, este fabricante original había hecho algunos intentos para una estación robotizada de funcionamiento automatizado en su puesto de recepción de mercancías. Pero estos intentos estaban basados en gran medida en el uso de datos 2D y no trajeron consigo el éxito deseado. El cambio a la tecnología instantánea 3D de SICK y la estrecha colaboración con Neadvance durante la fase de ingeniería sí que obtuvieron un auténtico éxito tecnológico. Un objetivo esencial de esta colaboración consistía en configurar unos procesos que funcionaran con la mayor fluidez y estabilidad posibles, un aspecto especialmente importante cuando tienes unos productos de difícil transporte que suponen unos procesos de prensión exigentes para los robots. Por eso, el equipo del proyecto se concentró durante la etapa de desarrollo en refinar lo más posible los complejos procesos de prensión. Los datos en 3D y las correspondientes nubes de puntos ofrecen muy buenas posibilidades para capturar los escenarios con mayor precisión y poder realizar adaptaciones incluso con el proyecto en marcha. Debido a los factores de influencia cuya importancia solo puede conocerse tras la puesta en servicio local, disponer de esta flexibilidad era una de las exigencias del desarrollo.

 

Más autonomía para los robots

La nueva solución es tan fiable, precisa y eficiente en su funcionamiento, que el fabricante está pensando en emplearla en otras plantas. Igualmente el contratista principal y el integrador de sistemas a cargo de este proyecto se mostraron tan impresionados por la tecnología instantánea 3D y el principio “time of flight” (tiempo de vuelo del haz luminoso) del Visionary-T CX, que deseaban integrar esta solución de manera estándar en sus procesos de despaletización.

 

 

 

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Josef Zimmermann
Josef Zimmermann

Josef Zimmermann 

Technical Industry Manager Robotics

Josef Zimmermann, como Technical Industry Manager, viene dedicándose intensamente desde 2010 al tema de la robótica. En el año 2000 se incorporó a SICK como ingeniero de aplicaciones en el sector de la tecnología de medición láser y en las tecnologías en red. Comenzó a trabajar en su actual campo de actividad de manera temprana de la mano de la navegación de vehículos autónomos y de proyectos de robótica industrial y de servicios.

 

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