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El Blog de Visión por Computador: Llevando la tecnología a la industria

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Pickable: Nuevo robot de cables 2D desarrollado por TECNALIA

El proyecto “Robotics and flexible automation of food product packaging” conocido como PicknPack es un proyecto de 4 años de duración que cuenta con un presupuesto de 11,88Millones de Euros de los cuales 8,76Millones de Euros se han financiado por la Unión Europea. Está coordinado por la universidad Wageningen de Holanda y trabajan en él 14 socios de 9 países diferentes, entre ellos Tecnalia desde su División de Industria y Transporte.

PicknPack comenzó el 12 de Noviembre de 2012 para ofrecer a la industria alimentaria europea los beneficios de la producción flexible, ofreciendo la gran ventaja de reducir los costes aumentando la seguridad e higiene en el empaquetado de sus productos combinando la capacidad única de adaptación al producto y tamaño del lote en cuestión.

En PicknPack se desarrollan 3 módulos principales que trabajan en estrecha cooperación: un módulo sensor para evaluar la calidad del producto, un módulo robótico de manipulación guiado por visión artificial y un módulo de embalaje adaptativo. El trabajo desarrollado por Tecnalia se centra en el segundo módulo, el módulo robótico de manipulación guiado por visión artificial, donde ha desarrollado y patentado un novedoso robot de cables.

En los últimos años, un nuevo concepto de robot se ha hecho fundamental para la industria alimentaria. Se han utilizado robots manipuladores de cinemática paralela (PKM, en inglés), robots araña, manipuladores de cinemática de cadena abierta o simplemente robots paralelos. Aunque estos robots no son los únicos que se usan en la industria alimentaria, su crecimiento en los últimos años ha sido muy importante. Su éxito se debe principalmente a que son robots de muy alta velocidad (la industria alimentaria requiere grandes volúmenes), tienen un montaje invertido (los productos normalmente están en cintas transportadoras) y cuentan con la capacidad de manipular piezas ligeras. Sin embargo, los manipuladores de cinemática paralela, o robots delta, no son fácilmente reconfigurables y poseen y elevado ratio de volumen útil frente a volumen utilizado (footprint). De estas carencias nace Pickable, el robot de cables desarrollado en PicknPack. Pickable es una alternativa a estos robots que mantiene la misma dinámica, reduciendo los costes, ganando flexibilidad, haciendo el volumen de trabajo más eficiente y mejorando el footprint requerido. Tecnalia considera que su robot de cables es la solución que responderá a la demanda que existe en el mercado para muchas aplicaciones que no requieran precisión extrema pero que necesiten trabajar a alta velocidad para grandes volúmenes, como ocurre en el caso de muchas aplicaciones de manipulación automatizada actuales.

Pickable se basa en los mismos principios que los robots industriales para manipular y dejar objetos a gran velocidad, pero para aumentar el espacio de trabajo las barras rígidas son sustituidas por cables metálicos. Los cables se conectan por un extremo a una plataforma móvil y se enrollan en cabestrantes que controlan la longitud y tensión que deben tener los cables para el movimiento controlado de la plataforma.

Para el correcto funcionamiento del robot de cables es necesario un sistema de visión artificial que localice los paquetes de alimentos. Su objetivo es calcular la posición de recogida de cada paquete, actualizar las coordenadas con el movimiento de la cinta transportadora y enviarlas al robot de cables para realizar “conveyor tracking” que consiste en coger los paquetes d alimentos de una cinta transportadora en movimiento y depositarlos en las cajas de salida.

Para la óptima selección del hardware y basándose en las especificaciones previas, se han probado diferentes cámaras (lineales y matriciales) y diferentes configuraciones de iluminación (difusa, directa, de alta potencia, fibra, etc.) llegando a la conclusión de que la mejor opción es el uso de una cámara o proyector lineal monocromático, de luz roja, con iluminación de alta potencia. Con este sistema de visión y con la selección de unas garras adecuadas, se le proporciona al robot de cables la flexibilidad y capacidad necesarias para adaptarse a diferentes tamaños de paquetes en posiciones aleatorias.

Este competo sistema de visión se ha integrado en el diseño del robot de cables junto a la estructura del mismo para conseguir una configuración y calibración sencilla para ambos sistemas. Así, la distancia entre los sistemas de coordenadas (cámara y robot) son fijos y conocidos.

Debido a su innovación, se ha solicitado la patente del robot de cables con el número de registro PCT EP2014/078932 “Planar Motion Device”.

Este novedoso manipulador revolucionará el mercado de la fabricación de robots al permitir, con un mismo concepto de diseño, adaptar el campo de trabajo del robot a nuevas dimensiones de una manera sencilla y eficiente.

Cable robot developed by Tecnalia

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