Todas las empresas manufactureras se enfrentan al mismo reto: ¿cómo pueden mantener o incluso ampliar una producción rentable y eficiente con el mismo número de empleados? La escasez de personal se ha convertido en algo habitual en todos los sectores. Por eso las empresas quieren automatizar cada vez más fases de la producción, sobre todo las tareas físicamente exigentes o monótonas para las que cada vez hay menos empleados.
Afortunadamente, los avances en robótica, IA y sistemas de agarre siguen permitiendo nuevas aplicaciones rentables como soluciones de automatización. Antes, las empresas solían disponer de personal cualificado suficiente para instalar y poner en funcionamiento los sistemas de automatización. Como resultado, los sistemas adquirieron cada vez más funciones, pero también su uso se hizo más difícil. En la actualidad, esto plantea problemas sobre todo a las pequeñas y medianas empresas. Se enfrentan a una escasez de personal que les impide automatizar su producción y, por tanto, prepararla para el futuro. En concreto, las empresas se enfrentan a un importante reto a la hora de manipular componentes mediante robots. Cuando necesitan un sistema de cámaras para lograr un posicionamiento preciso para el agarre de componentes, muchas empresas se encuentran con limitaciones y deben recurrir a proveedores de servicios externos para la automatización, pasando a depender de ellos.
Por esta razón, SCHUNK ha introducido el set de agarre 2D, un set de aplicación que permite una automatización rápida, rentable y simple gracias a la IA desarrollada por SCHUNK en Alemania. El set consta de una cámara con objetivo, un PC industrial, el software de IA de SCHUNK y los cables necesarios. Todos los componentes se coordinan entre sí y mediante a una interfaz TCP/IP abierta, pueden combinarse con cualquier robot o incluso con un controlador de nivel superior (como un PLC de Siemens). Permite manipular y clasificar diversos componentes dispuestos aleatoriamente en un plano. Por fin, una solución para los tipos de tareas que eran complejas de automatizar pero monótonas y poco apetecibles para los trabajadores.
Por ejemplo, cuando las piezas torneadas salen de la máquina de un contratista de fabricación, suelen caer en una caja. A continuación, un empleado las clasifica a mano y las coloca en bandejas en la posición correcta para que las fases de procesamiento posteriores puedan automatizarse más fácilmente. Sin embargo, en este proceso es fácil que los componentes se dañen o se mezclen. Pero si entra en acción un robot, el empleado ya no tiene que hacer estas tareas. Por otra parte, en los procesos automatizados posteriores se reduce la complejidad y la posibilidad de errores.
SCHUNK utiliza el set de agarre 2D en su propia producción en Alemania. Los clientes tienen la oportunidad de validar sus propias aplicaciones en el centro de aplicaciones robóticas CoLab y descubrir fácilmente cómo el sistema puede mejorar su propia producción.
Si el sistema está estructurado mecánicamente, un usuario normal solo necesitaría menos de medio día para programar los (nuevos) componentes del sistema. La interfaz web del software guía al usuario paso a paso hasta el resultado.
La cámara observa desde arriba una cadena de montaje, bandeja o mesa de preparación. El software de IA reconoce y diferencia los componentes basándose en imágenes previamente entrenadas y emite la posición de agarre óptima. Para ello, la cámara capta primero el fondo sobre el que se colocarán los componentes. A continuación, toma varias fotografías de las piezas que se van a agarrar. Por ejemplo, si la tarea del robot es agarrar componentes junto con un embalaje transparente (como tornillos y tuercas en una bolsa de plástico) para la preparación de un pedido, el operario solo tiene que hacer varias fotos de los componentes en distintas posiciones.
La iluminación es un reto que a menudo se subestima en los sistemas de automatización basados en cámaras. Dependiendo del lugar de instalación, la selección de una exposición adecuada puede resultar difícil, sobre todo porque hay que tener en cuenta una serie de parámetros diferentes (como el tamaño, la distancia, la longitud de onda o el ángulo del haz). El set de agarre 2D no precisa de una fuente de iluminación específica y, gracias a un software con tecnología de IA, es mucho más resistente a la luz ambiente que los sistemas de visión convencionales. La cámara está diseñada para adaptarse a distintas condiciones de iluminación, incluidos los cambios de luz diurna en función de la posición del sol, y también es capaz de adaptarse a distintos fondos. El color y la reflectividad de la superficie también tienen un impacto mínimo. El sistema detecta con fiabilidad los componentes metálicos, incluso sobre fondos brillantes.
En el siguiente paso, el operario simplemente marca y nombra los componentes. El software de IA de SCHUNK extrae automáticamente el contorno del objeto desde el fondo, lo aísla y calcula las desviaciones en función de los ángulos de visión, las condiciones de iluminación y otros parámetros. Tras solo 10 o 20 imágenes, el software ya dispone de un conjunto de datos suficiente de los objetos que se van a detectar.
Una vez finalizados los dos primeros pasos, la IA se prepara sola completamente sin conexión. El cliente conserva el control total de los datos en todo momento, ya que permanecen por completo dentro de la red de su empresa. La preparación dura entre una y dos horas. A continuación, ya estará listo el set de agarre 2D para ponerse manos a la obra.
La cámara asistida por IA reconoce ahora los componentes de las bolsas basándose en rasgos característicos, como la forma, el tamaño y el color. La IA ajusta y compensa las variaciones que puedan producirse, como los reflejos o deformaciones de las bolsas. A continuación, el software de procesamiento de imágenes se comunica con el robot y le indica qué componentes reconoce, dónde están colocados, hasta dónde debe abrirse el sistema de agarre y en qué ángulo de giro puede agarrar mejor los componentes. A continuación, el robot desplaza su pinza hasta el componente y lo coge para colocarlo en la posición correcta en un lugar predefinido. Durante el proceso de agarre y desplazamiento, la cámara detecta simultáneamente el siguiente objeto y calcula su tipo y punto de agarre. Esto tarda unos dos segundos, lo que permite al robot agarrar inmediatamente el segundo objeto después de dejar el primero.
Lo que distingue a este sistema es el hecho de que no solo detecta los objetos, sino que también calcula automáticamente los puntos de agarre de la pinza específica que se está utilizando. Además, transfiere los parámetros, como el ángulo de giro y la anchura de apertura, al sistema de control del robot. Si lo desea, el usuario puede almacenar manualmente varios puntos de agarre de forma muy sencilla. En este ejemplo, el set de agarre 2D funciona con la pinza universal EGK. En el futuro, el set también funcionará con pinzas paralelas neumáticas y mecatrónicas, así como con pinzas magnéticas, de vacío y adhesivas.
El set de agarre 2D permite a muchas empresas iniciarse fácilmente en la automatización:
• Gracias a su interfaz web fácil de usar, el proceso de programación puede completarse con éxito en medio día, incluso con personal inexperto.
• Con el uso de la IA se pueden programar de forma fácil y segura incluso los componentes difíciles (flexibles o muy reflectantes).
• El software de IA de SCHUNK no solo facilita las aplicaciones, sino que también garantiza que el sistema sea fácil de usar y funcione sin problemas en segundo plano.
Gracias a este software, muchas fases de la producción, especialmente las monótonas tareas de clasificación en las máquinas de producción o en la interfaz de la logística (preparación de pedidos), pueden automatizarse por fin de forma fiable y con el mínimo esfuerzo.
