En este post vamos a hablar sobre el Bin picking. Como ya sabéis, hemos hablado mucho sobre la buena pareja que hacen la robótica y la visión artificial. El Bin picking es una de las aplicaciones que podemos llevar a cabo uniendo estas dos tecnologías. A continuación, os contamos que es el bin picking, sus ventajas frente a aplicaciones pick and place tradicionales y sus aplicaciones.

¿Qué es el bin picking?

El Bin picking es una aplicación basada, principalmente, en dos tecnologías: la robótica y la visión artificial. La unión de estas dos tecnologías permite extraer piezas de un contenedor que están dispuestas en caótico. Las piezas se extraen de forma automática mediante un brazo robótico que recibe órdenes basadas en el análisis que realiza el sistema de visión artificial. El sistema de visión analiza la escena y reconoce las posiciones de las piezas. Además, determina que pieza es la más adecuada para extraer en cada iteración, optimizando, de esta forma, el proceso completo. La posición de las piezas se establece en un espacio 3D por eso el brazo robótico es capaz de cogerlas en cualquier posición.

Pasos requeridos en el bin picking

El proceso de bin picking requiere los siguientes pasos:

    • Reconocer y localizar las piezas dentro del contenedor. Es necesario conocer la posición y la orientación de las mismas.
    • Debe reconocer la distancia a la que se encuentra el contenedor para situar y calcula sus trayectorias en el espacio 3D.
    • Optimizar la trayectoria de extracción.
    • Evitar obstáculos del entorno durante sus movimientos.
    • Extraer el objeto o pieza de forma adecuada sin daños.
    • Posicionar el objeto o pieza en su destino.

Todas estas tareas se realizan de forma autónoma y en tiempos de ciclo reducidos.

El Bin picking también permite manipular piezas o materia más heterogénea que hasta ahora se realizaba de forma manual. Esto permite automatizar otro tipo de tareas. Además del sistema de visión, la parte robótica es importante ya que, es necesario adecuar el efector final o garra al tipo de piezas que se van a extraer y se deben optimizar las trayectorias de extracción para optimizar el proceso lo máximo posible.

En definitiva, el Bin picking nos permite reconocer y extraer piezas de manera confiable, independientemente de su geometría o material.

Bin picking vs pick and place tradicional

El pick and place tradicional se basa en visión 2D en lugar de utilizar visión 3D, el robot basa sus movimientos en trayectorias fijadas previamente. Es necesario programar las trayectorias que serán repetidas por el robot durante la operación. Las piezas no pueden estar posicionadas y orientadas aleatoriamente ya que, el robot realizará las operaciones para las que esté programado, es decir, colocar desde la primera hasta la enésima pieza de una posición a otra.

En resumen:

    • Localiza la pieza con la orientación y posición ya conocida.
    • La toma y coloca en la nueva localización.

Por el contrario, el bin picking es un proceso complejo en el que se deben extraer las piezas colocadas de forma aleatoria de un contenedor, sin perturbar el entorno. Para ello, se utiliza visión 3D que permite recoger piezas en cualquier posición y orientación. El robot ajustará su posición y trayectoria para extraer y colocar la pieza en su nueva posición y con la orientación adecuada.

En resumen:

    • Localiza la pieza que está en una posición y orientación desconocida dentro de una caja/contenedor.
    • Planea de forma autónoma el camino desde la recogida a donde la tiene que dejar.
    • Entra en la caja con la posición adecuada para tomar la pieza.
    • No rompe ni golpea piezas adyacentes a la pieza que está recogiendo.
    • Sale de la caja/contenedor y lo coloca en la posición objetivo.

El pick and place ha sido y sigue siendo muy útil para realizar operaciones en los que la pieza tiene un orden determinado. Automatizar este tipo de tareas mejora la ergonomía de las líneas de producción ya que, con ellas, se evitan los movimientos repetitivos y la manipulación de piezas peligrosas, entre otras. Sin embargo, el bin picking va más allá y permite automatizar tareas de pick and place más complejas, sin necesidad de preordenarlas y con configuraciones de pieza complejas.

Ventajas y beneficios del bin picking en la industria

Un sistema de bin picking cuenta con un sistema de visión 3D que permite localizar las piezas, posicionarlas y orientarlas y, un brazo robótico. Los sistemas robóticos con visión tienen muchas propiedades que los hacen adaptables a los entornos productivos. Entre otras cosas:

    • Son muy flexibles, la visión permite que los robots se adapten al entorno en el que trabajan sin perder eficacia.
    • Son muy adaptativos, se pueden reprogramar para otras tareas, mover de puesto o incluso abarcar un mayor volumen de trabajo.
    • La supervisión que necesitan es mínima ya que el sistema de visión ejerce de guía.
    • Son muy seguros debido a que la visión artificial y los sensores integrados hacen que puedan convivir con otros equipos y con el personal.
    • Las tareas se realizan siempre con la misma precisión, aun las más repetitivas.
    • La reducción de costes de seguridad, en tanto que el sistema no necesita grandes vallados ni equipamiento de seguridad. Conviven en entornos de trabajo con personal y otros equipos.
    • Aumento en la velocidad y la precisión, las piezas no deben ser preordenadas, por lo que la descarga o movimiento es más rápido y eficiente.

Estos sistemas ya se están utilizando en muchas tareas de producción y se ha probado en entornos continuos. También demuestran, por lo general, un alto retorno de inversión en procesos de producción constantes o que requieren de una gran formación para realizarse.

Aplicaciones en la industria

Las aplicaciones de pick and place están presentes en muchos sectores diferentes. Así mismo las aplicaciones de bin picking pueden implementarse en todo tipo de sectores como automoción, logística o farmacia entre otros muchos.

Como os hemos contado, la principal función de este tipo de sistemas es extraer piezas automáticamente que están colocadas aleatoriamente y que pueden tener morfologías complejas. Por ejemplo, piezas con diferentes texturas, geometrías muy complejas o de diferentes materiales.

Los pickings pueden realizarse en todo tipo de entornos. Puede realizarse un pick and place desde una cinta con piezas colocadas aleatoriamente, o un pick and place con piezas colocadas en un contenedor en caótico. Incluso, pueden realizarse tareas de despaletizado.

Uno de los proyectos que hemos realizado en ATRIA requería la localización y extracción de diferentes piezas colocadas en caótico en contenedores de distintos tamaños, con el objetivo de realizar un montaje final. La automatización de esta tarea, hubiera sido inviable sin la localización realizada por un sistema de bin picking y permitió reducir el tiempo de ciclo y mejorar la ergonomía de los puestos de trabajo reduciendo los movimientos repetitivos.

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