Robotic piece picking para la automatización de la recolección

La automatización de la recolección de piezas, también conocida como robotic piece picking, está revolucionando la industria. Este proceso, que antes requería la intervención manual de operarios, ahora se realiza con robots, ofreciendo una mayor eficiencia y precisión.

¿Qué es el Robotic Piece Picking ?

En lugar de que un trabajador de almacén recolecte los artículos de sus respectivos contenedores (proceso de picking), el pick-by-robot está completamente automatizado. Los artículos se recogen directamente del contenedor mediante un brazo giratorio con pinza y se depositan en el contenedor de destino. El robot de recolección recibe sus órdenes del sistema de gestión de almacenes de nivel superior.

El corazón del sistema de hardware pick-by-robot es el brazo giratorio flexible. Con una mecánica potente, programación sencilla, velocidad, diseño ergonómico y cámara integrada, asume todas las operaciones de recolección. Los procesos son registrados visualmente por el sistema robobrain-eye. El galardonado sistema robobrain.vision proporciona a los robots equipados con cámaras 3D industriales una coordinación ojo-mano perfecta, sin necesidad de enseñanza. Esto es picking inteligente en su forma más futurista.

Con una gama de herramientas de agarre diferentes disponibles (como pinzas paralelas o pinzas de vacío), los robots garantizan aún más versatilidad. Con robobrain.control, se puede lograr un control de robot intuitivo, inteligente y simple. A través de una interfaz de control fácil de usar, se pueden combinar instrucciones individuales en una tarea y colocarlas en el diagrama de flujo simplemente con arrastrar y soltar. El control simultáneo de varios robots en una sola estación también es posible con robobrain.control, independientemente de la interfaz.

¿Qué son los Part Picking Robots ?

Los part picking robots son máquinas automatizadas diseñadas para recoger y colocar piezas para su ensamblaje. Utilizan brazos robóticos y pinzas para seleccionar piezas de contenedores y bandejas, organizarlas y transferirlas a la línea de ensamblaje, donde los humanos u otros robots terminan el trabajo.

¿Cómo funcionan los Part Picking Robots ?

Los part picking robots utilizan herramientas de extremo de brazo, como ventosas, pinzas o bombas de vacío, para agarrar las piezas. Se basan en sistemas de visión artificial y sensores para detectar la orientación y la posición de las piezas en los contenedores. El robot está preprogramado con la secuencia de recolección óptima para maximizar la eficiencia.

Estos robots pueden determinar la mejor ruta para agarrar y mover las piezas mediante algoritmos sofisticados y software de simulación 3D. Son extremadamente precisos, con una precisión de colocación de hasta 0,1 mm, y algunos pueden recoger hasta 120 piezas por minuto. Los tipos más comunes son los robots cartesianos, los robots SCARA y los robots de brazo articulado de seis ejes.

Los robots cartesianos se mueven en un movimiento lineal X, Y y Z, ideales para tareas simples de recoger y colocar; los robots SCARA tienen una envolvente de trabajo cilíndrica y son muy rápidos, perfectos para la producción de alto volumen; y los robots de seis ejes son los más flexibles, aunque todos, excepto los más modernos, pueden ser difíciles de programar.

5 Casos de Uso y Aplicaciones de los Part Picking Robots

Los part picking robots ya se utilizan ampliamente en una amplia gama de industrias:

• Entornos peligrosos : Los robots de recolección de piezas toman la delantera en entornos peligrosos, donde su implementación protege a los trabajadores humanos de la exposición a condiciones peligrosas, como productos químicos tóxicos, temperaturas extremas y materiales radiactivos. Por ejemplo, en los sectores de la fabricación de productos químicos o la energía nuclear, estos robots realizan tareas que representan importantes riesgos para la salud de los humanos, maximizando la seguridad operativa y manteniendo la productividad en alza.
• Almacenes y centros de distribución : Los part picking robots transforman las operaciones de almacenes y centros de distribución. Automatizan tareas como el movimiento de inventario, el cumplimiento de pedidos y la gestión del almacenamiento, mejorando significativamente la eficiencia y la precisión. Por ejemplo, gigantes del comercio electrónico como Amazon utilizan estos robots para navegar por almacenes extensos, recoger artículos para pedidos y transportar mercancías entre ubicaciones de almacenamiento y bahías de envío, lo que reduce enormemente los tiempos de proceso.
• Atención de máquinas : Los robots de recolección de piezas son muy buenos para la atención de máquinas al cargar materias primas en máquinas como máquinas CNC y máquinas de moldeo por inyección, y descargar piezas terminadas. Esta operación continua maximiza la eficiencia y permite que las máquinas funcionen 24/7/36Por ejemplo, en la industria automotriz, estos robots atienden máquinas que producen componentes de precisión, garantizando flujos de producción continuos y casi trivializando el tiempo de inactividad.
• Agrupación de componentes (Kitting) : Los robots de recolección de piezas agilizan el proceso de kitting al reunir y agrupar con precisión componentes específicos en kits para ensamblaje o venta. En las industrias de dispositivos electrónicos y médicos, los robots ensamblan kits de componentes para productos o procedimientos quirúrgicos, de modo que todas las piezas necesarias se entregan justo a tiempo y en las cantidades correctas, mejorando la eficiencia de la producción y reduciendo los tiempos de espera de inventario.
• Líneas de ensamblaje : Los robots de recolección de piezas en el trabajo de la línea de ensamblaje recogen componentes y los organizan para el ensamblaje, acelerando las líneas de producción y reduciendo los errores. Los fabricantes de automóviles utilizan con frecuencia estos robots (y lo han hecho durante años) para clasificar y organizar piezas de automóviles, lo que permite un ensamblaje más rápido con menos errores.

Consideraciones antes de comprar un Part Picking Robot

• Costos : Los part picking robots requieren una inversión inicial considerable, con precios que comienzan alrededor de $30,000 y pueden superar los $500,000 para sistemas más sofisticados. Es importante evaluar cuidadosamente su presupuesto, incluido el costo total de propiedad, que abarca los costos de mantenimiento, reparaciones y licencias de software durante la vida útil del robot.
• Aplicación : Evalúe cómo el robot se integrará en sus operaciones, especialmente si se trata de tareas repetitivas de alto volumen que involucran piezas pequeñas. La viabilidad y la rentabilidad de la automatización pueden variar significativamente según el tamaño y la consistencia de las piezas que necesita que maneje el robot.
• Entorno de trabajo : El éxito de la integración de un robot de recolección de piezas en sus operaciones también depende del entorno de trabajo. Se deben considerar factores como el espacio del piso, los estantes, los sistemas de transporte, la iluminación y la calidad del piso para que el robot pueda operar de manera eficiente y segura.
• Proveedor : Investigue a los proveedores para encontrar uno con un sólido historial en aplicaciones de recolección de piezas. Busque empresas que ofrezcan un excelente servicio y soporte al cliente, y pregunte sobre la posibilidad de una prueba o demostración en sus instalaciones.
• Planificación de personal : Si bien los robots pueden automatizar tareas repetitivas y tediosas, los trabajadores humanos siguen siendo necesarios para la programación, el funcionamiento y el mantenimiento de estos sistemas. Piense detenidamente en el impacto de la automatización en su fuerza laboral y planifique la capacitación y los ajustes necesarios en los roles laborales para garantizar una transición sin problemas al trabajo junto con robots.

Robotic Grasping : El Agarre Inteligente

La tecnología de robotic grasping, o agarre robótico, es crucial para el éxito del robotic piece picking. A medida que la tecnología de personalización orquesta experiencias de compra o marketing individualizadas en industrias como la logística, los bienes de consumo de rápida rotación y la entrega de alimentos, estos sectores requieren soluciones flexibles que puedan automatizar el agarre de objetos desconocidos o invisibles sin mucha modificación o tiempo de inactividad.

La mayoría de las soluciones en el mercado se basan en el reconocimiento de objetos tradicional y, por lo tanto, no son adecuadas para agarrar objetos desconocidos con formas y texturas variables. Las políticas de aprendizaje adecuadas permiten que el agarre robótico se adapte a escenarios de fabricación de alta mezcla y bajo volumen. Este apartado revisa los desarrollos recientes de las técnicas de agarre robótico basadas en el aprendizaje a partir de un corpus de más de 150 artículos.

Además de abordar los logros actuales de los investigadores de todo el entorno, también se señalan las brechas y los desafíos que enfrenta el agarre habilitado por IA, que obstaculizan la robotización en las industrias mencionadas. Además de los puntos de referencia de segmentación de objetos 3D y agarre basado en el aprendizaje, también se realizó una encuesta de mercado completa sobre sensores táctiles y piel de robot. Además, se revisó la literatura más reciente sobre cómo el aprendizaje automático puede entrenar la retroalimentación del sensor para proporcionar entradas válidas para la estabilidad del agarre. Finalmente, se evalúa el agarre suave basado en el aprendizaje, ya que los agarres suaves pueden acomodar objetos de varios tamaños y formas e incluso pueden manipular objetos frágiles. En general, el agarre robótico puede lograr una mayor flexibilidad y adaptabilidad cuando está equipado con algoritmos de aprendizaje.

Desafíos del Robotic Grasping

A pesar de los avances, existen desafíos en el desarrollo de sistemas de robotic grasping :

• Reconocimiento de objetos 3D : La identificación precisa y rápida de objetos en entornos complejos y desordenados sigue siendo un desafío.
• Planificación del agarre : Generar agarres robustos y eficientes para objetos de formas y tamaños variables requiere algoritmos sofisticados.
• Control de fuerza : El control preciso de la fuerza de agarre es esencial para evitar dañar objetos frágiles.
• Adaptabilidad : Los sistemas deben ser lo suficientemente adaptables para manejar objetos inesperados y situaciones cambiantes.
• Costo : La implementación de sistemas de agarre robótico puede ser costosa.

El Futuro del Robotic Piece Picking

El futuro del robotic piece picking es prometedor. Se espera que los avances en áreas como la visión artificial, el aprendizaje automático y la robótica blanda conduzcan a sistemas más rápidos, precisos y adaptables. La integración de sensores táctiles mejorados permitirá un control de agarre más preciso y la manipulación de objetos más delicados. La colaboración entre robots y humanos también desempeñará un papel cada vez más importante en los entornos de almacén.

El robotic piece picking, con sus variantes como los part picking robots y las avanzadas técnicas de robotic grasping, ofrece una solución eficiente y precisa para la automatización de la recolección de piezas. Si bien existen desafíos por superar, las posibilidades que ofrece esta tecnología para mejorar la productividad y la eficiencia en diversas industrias son inmensas.