Robots flexibles y robustos para tareas logísticas

Reconocer lo desconocido

Robots flexibles y robustos para tareas logísticas

La pandemia global que nos azota ha tenido profundas consecuencias en la cadena de suministro a escala mundial. Esto ha disparado las necesidades de automatización de los procesos logísticos mediante robots. Más del 70 % del personal que trabaja en un almacén se dedica por lo general a tareas de preparación y embalaje de mercancía, por lo que cada vez son más las empresas que buscan automatizar gradualmente estos procesos. Pero, ¿qué ocurre cuando los robots tienen que manipular un número ilimitado de unidades (desconocidas) de almacén? Automatizar las tareas de preparación de productos de la más diversa índole requiere tecnologías rápidas, fiables y robustas, un reto que ha decidido afrontar la empresa de desarrollo de software holandesa Fizyr.

Radicada en Delft, esta empresa de visión artificial ha creado un sistema para que los robots puedan manipular objetos desconocidos en entornos logísticos adversos. Se trata de una solución de procesamiento de imágenes que permite automatizar las más diversas tareas logísticas, desde la preparación de mercancía hasta la despaletización, la descarga de camiones, las tareas de paquetería o la facturación de equipajes. IDS ha sido la empresa elegida para suministrar el hardware necesario: cámaras 3D Ensenso de diseño compacto y robusto combinadas con cámaras GigE uEye de alto rendimiento.

Aplicación

En lugar de la típica célula propietaria de preparación de mercancía, Fizyr ha desarrollado un software modular plug&play que se puede integrar fácilmente en cualquier sistema. Esto ofrece a los integradores la máxima flexibilidad a la hora de elegir el hardware (p. ej. cobots o robots industriales) y configurar su célula de preparación de forma totalmente adaptada a sus necesidades específicas. Para optimizar los costes, la robustez y la velocidad, Fizyr ha optado por las cámaras industriales de IDS, cuya misión principal consiste en registrar los productos que se tienen que preparar o clasificar. En función de la aplicación específica del cliente, se pueden llegar a utilizar hasta cuatro cámaras 3D Ensenso combinadas con las potentes cámaras CMOS GigE uEye.

La cámara 3D Ensenso permite a los robots manipular objetos desconocidos de forma diferenciada
La cámara 3D Ensenso permite a los robots manipular objetos desconocidos de forma diferenciada

Las cámaras empleadas han de garantizar un registro de imágenes altamente fiable y preciso a fin de suministrar los datos necesarios para que los algoritmos de Fizyr puedan realizar más de 100 movimientos de agarre por segundo. Por otra parte, el registro de imágenes debe posibilitar la clasificación necesaria para poder manipular de forma diferenciada los más diversos objetos, incluidos objetos desconocidos. Con las cámaras IDS como ojos del sistema robótico, el software realiza además controles de calidad y detecta fallos, evitando de este modo que puedan llegar objetos dañados o defectuosos a un separador.

Los algoritmos proporcionan toda la información necesaria para segmentar y clasificar el tipo de bulto (caja, bolsa, envoltorio, tubo, cilindro, etc.). El sistema detecta objetos incorrectos o mercancía no transportable (es decir, dañada), los mejores movimientos de agarre en seis grados de libertad (6DoF) y varias posiciones por objeto. También permite a los sensores o robots manipular objetos superpuestos o apilados de forma muy compacta, objetos altamente reflectantes, prendas embolsadas, superficies blanco sobre blanco o negro sobre negro y objetos transparentes.

El sistema segmenta de forma fiable los paquetes desconocidos incluso en condiciones lumínicas desfavorables

uEye CP

"La configuración más habitual que hemos utilizado hasta ahora es una cámara uEye y una cámara 3D Ensenso por sistema, pero la verdad es que las posibilidades son infinitas", explica Herbert ten Have, CEO de Fizyr.

Todos los modelos de cámara Ensenso aptos para este tipo de aplicaciones tienen algo en común: un potente proyector integrado que, por medio de una máscara de patrones, proyecta una textura de gran contraste sobre el objeto a reproducir para compensar así las texturas pobres o inexistentes de la superficie. El resultado es un mapa de disparidad muy detallado y unos datos de profundidad más completos y más homogéneos.

La extensa variedad de funciones que incorporan ambos modelos de cámara 3D Ensenso las convierte en la opción ideal para el amplio y exigente abanico de aplicaciones existentes en la cadena de suministro y en el sector logístico en general. Entre ellas se encuentran la detección, localización y clasificación de objetos 3D (p. ej. en el aseguramiento de la calidad o la preparación de mercancías), la automatización de procesos logísticos (p. ej. la paletización y despaletización), aplicaciones robóticas (p. ej. bin picking), registro de objetos hasta 8 m³ (p. ej. palés) o sistemas de almacén automatizados.

Fizyr ha integrado en su software el SDK de Ensenso con un wrapper muy rápido y moderno. La combinación 2D/3D ofrece una gran ventaja: permite superponer a modo de capa la imagen 2D sobre la nube de puntos 3D, lo cual reproduce la situación de manera más plástica.

— Herbert ten Have, CEO de Fizyr —

Por otro lado, la imagen de la cámara se puede ajustar de forma óptima mediante "calibración manual y visual" al sistema de coordenadas del robot, a fin de garantizar un agarre preciso.

Perspectiva

El fuerte crecimiento del comercio electrónico ha disparado la demanda de paquetes cada vez más grandes. Al mismo tiempo, las restricciones que se han impuesto de forma generalizada a raíz de la pandemia han provocado un descenso de la fuerza de trabajo disponible y han obligado a las empresas a establecer, con carácter urgente, distancias de seguridad en sus instalaciones. Para poder hacer frente a estos nuevos desafíos, cada vez son más las empresas que recurren a la automatización robótica de sus procesos, donde la visión y la inteligencia artificiales desempeñan un papel crucial. Esta automatización permite incrementar la seguridad laboral y, al mismo tiempo, reducir costes.

La demanda de módulos de altas prestaciones para células de preparación automáticas de última generación sigue creciendo en todo el mundo, al igual que los requisitos que plantean los integradores de sistemas en relación con los componentes de software y de hardware. En este contexto, la solución Fizyr-IDS ofrece las siguientes ventajas clave:

  • Es una solución plug&play fácilmente integrable en cualquier sistema.
  • No es una solución propietaria en términos de hardware, por lo que permite al cliente adaptar de forma flexible la línea de preparación de pedidos a sus necesidades específicas en cualquier momento.
  • La solución incorpora un sistema de visión 3D muy preciso, robusto, flexible y fácil de manejar, que suministra información óptima del objeto en todo momento.

Todo ello son piezas imprescindibles de los sistemas automatizados "good-to-person" del futuro.

Fizyr