Todas as empresas de produção enfrentam o mesmo desafio: como manter ou mesmo expandir uma produção econômica e eficiente com o mesmo número de colaboradores? A escassez de pessoal se tornou a norma em todas as indústrias. É por isso que as empresas querem automatizar cada vez mais etapas de produção, especialmente tarefas fisicamente exigentes ou monótonas para as quais cada vez menos colaboradores podem ser encontrados.
Felizmente, os avanços em robótica, IA e sistemas de garras continuam permitindo novas aplicações econômicas para soluções de automação. No passado, as empresas geralmente tinham pessoal qualificado suficiente para instalar e operar sistemas de automação. Como resultado, os sistemas ganharam cada vez mais funções, mas também se tornaram mais difíceis de operar. Hoje, isso representa problemas especialmente para pequenas e médias empresas. Elas estão enfrentando escassez de pessoal que as impede de automatizar sua produção e, assim, prepará-las para o futuro. Em particular, as empresas enfrentam um desafio significativo quando se trata de manuseio de componentes por robôs. Quando um sistema de câmera é necessário para obter um posicionamento preciso para preensão de componentes, muitas empresas encontram limitações e precisam contar com provedores de serviços externos para automação, tornando-se dependentes deles.
Para resolver esse problema, a SCHUNK lançou o 2D Grasping Kit, um kit de aplicação que permite uma automação rápida, econômica e direta graças à IA desenvolvida pela SCHUNK na Alemanha. O kit consiste em uma câmera com lente, um PC industrial, software de IA da SCHUNK e os cabos necessários. Todos os componentes são coordenados entre si e, devido a uma interface TCP/IP aberta, podem ser combinados com qualquer robô ou até mesmo com um controlador de nível superior (como um PLC Siemens). Ele permite manuseio e classificação de vários componentes dispostos aleatoriamente em um plano. Finalmente, uma solução para os tipos de tarefas, que eram complexas de automatizar, mas monótonas e desagradáveis para trabalhadores humanos.
Por exemplo, quando peças torneadas saem de uma máquina em uma empresa de produção contratada, elas geralmente caem em uma caixa. Um colaborador então as classifica manualmente e as coloca em bandejas na posição correta para que as etapas subsequentes do processamento possam ser automatizadas mais facilmente. Entretanto, neste processo, é fácil os componentes serem danificados ou misturados. Quando o robô assume o controle, o colaborador é dispensado dessas tarefas. Ao mesmo tempo, a complexidade e a suscetibilidade a erros são reduzidas em processos automatizados subsequentes.
A SCHUNK usa o 2D Grasping Kit em sua própria produção na Alemanha. Os clientes têm a oportunidade de validar suas próprias aplicações no centro de aplicações de robôs CoLab e descobrir facilmente como o sistema pode melhorar sua própria produção.
Se o sistema for estruturado mecanicamente, um usuário médio precisaria de menos de meio dia para ensinar os (novos) componentes do sistema. A interface Web do software guia o usuário passo a passo até o resultado.
A câmera olha de cima para uma esteira transportadora, bandeja ou mesa de preparação. O software de IA reconhece e diferencia os componentes com base em imagens previamente treinadas e gera a posição ideal de preensão. Para isso, a câmera primeiro captura o fundo no qual os componentes serão colocados. Em seguida, ela tira várias fotos das peças a serem agarradas. Por exemplo, se a tarefa do robô for agarrar componentes junto com embalagens transparentes (como parafusos e porcas em saco plástico) para atendimento de pedidos, o operador simplesmente tira várias fotos dos componentes em várias posições.
A iluminação é um desafio frequentemente subestimado para sistemas de automação baseados em câmera. Dependendo do local de instalação, selecionar uma exposição adequada pode ser difícil, especialmente porque vários parâmetros diferentes devem ser considerados (como tamanho, distância, comprimento de onda ou ângulo do feixe). O 2D Grasping Kit não requer uma fonte de iluminação dedicada e, graças ao software com tecnologia de IA, é significativamente mais resistente à luz ambiente do que os sistemas de visão convencionais. A câmera foi projetada para lidar com diferentes condições de iluminação, incluindo mudanças de luz do dia com base na posição do sol, e também é capaz de se adaptar a diferentes fundos. A cor e a refletividade da superfície também têm impacto mínimo. O sistema detecta componentes metálicos de forma confiável, mesmo em fundos brilhantes.
Na próxima etapa, o operador simplesmente marca e nomeia os componentes. O software de IA da SCHUNK extrai automaticamente o contorno de um objeto do fundo, isola-o e calcula variações para ângulos de visão, condições de iluminação e outros parâmetros. Após apenas 10 a 20 imagens, o software já tem um conjunto suficiente de dados dos objetos a serem detectados.
Depois que as duas primeiras etapas forem concluídas, a IA se treina totalmente off-line. O cliente mantém controle total sobre os dados o tempo todo porque eles permanecem completamente dentro da rede da empresa. O treinamento dura apenas uma a duas horas. Então o 2D Grasping Kit está pronto para uso.
A câmera assistida por IA agora reconhece os componentes nos sacos com base em características como formato, tamanho e cor. A IA ajusta e compensa quaisquer variações que possam ocorrer, como reflexos ou deformações dos sacos. O software de processamento de imagens então se comunica com o robô e informa quais componentes ele reconhece, onde eles estão posicionados, até que ponto o sistema de garras deve ser aberto e em qual ângulo de rotação ele pode agarrar melhor os componentes. O robô então move sua garra até o componente e o agarra, colocando-o na posição correta em um local predefinido. Durante o processo de agarrar e mover, a câmera detecta simultaneamente o próximo objeto e calcula seu tipo e ponto de preensão. Isso leva cerca de dois segundos, permitindo que o robô agarre imediatamente o segundo objeto depois de depositar o primeiro.
O que diferencia este sistema é que ele não apenas detecta objetos, mas também calcula automaticamente os pontos de preensão para a garra específica que está sendo usada. Além disso, ele transfere os parâmetros, como ângulo de rotação e largura de abertura, para o sistema de controle do robô. Se desejar, os usuários podem armazenar manualmente vários pontos de preensão com muita facilidade. Neste exemplo, o 2D Grasping Kit funciona com a garra universal EGK. No futuro, o kit também funcionará com garras paralelas pneumáticas e mecatrônicas, bem como com garras magnéticas, a vácuo e adesivas.
O 2D Grasping Kit permite que muitas empresas comecem facilmente com a automação:
• Graças à sua interface Web fácil de usar, o processo de ensino pode ser concluído com sucesso em meio dia, mesmo por pessoal não treinado.
• Mesmo componentes difíceis (flexíveis ou altamente reflexivos) podem ser ensinados com muita facilidade e detectados de forma confiável com o uso de IA.
• O software de IA da SCHUNK não apenas habilita aplicações, mas também garante que o sistema seja fácil de usar e opere sem problemas em segundo plano.
Graças a este software, muitas etapas de produção, especialmente tarefas monótonas de classificação em máquinas de produção ou na interface com a logística (separação de pedidos), podem finalmente ser automatizadas de forma confiável e com mínimo de esforço.
