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Un elenco digno de un Óscar: Robots KUKA con sistema de cámaras 

En Danfoss (Dinamarca), fabricante de sistemas hidráulicos móviles y de componentes electrónicos y eléctricos, KUKA, QRS y Roboception mantienen la acción. Varios sistemas de robots con sensores 3D detectan y mueven más de 100 componentes diferentes de forma fiable y precisa. 


El ojo artificial nunca se equivoca

El rendimiento de la cámara de las nuevas células de robot con ojos artificiales de Danfoss es, sin duda, un aspirante al premio "Obra maestra de la percepción en 3D". Esto se debe a que el sistema reconoce más de 100 componentes diferentes en la producción. Garantiza que los robots KUKA de las celdas del fabricante danés de sistemas hidráulicos móviles carguen y descarguen de forma eficiente y totalmente automática las máquinas en el proceso de producción. Con su nueva inversión en automatización, los escandinavos están en perfecta sintonía con el espíritu de la época. Y es que los europeos del norte ya ocupan el sexto lugar del mundo en cuanto a densidad de robots en la industria manufacturera. No es de extrañar que KUKA haya apoyado activamente el proyecto con sus conocimientos técnicos. Al fin y al cabo, el especialista en automatización suministra la mayoría de los robots a Dinamarca.
Obra maestra de la percepción en 3D: KUKA, Roboception y QRS automatizan la línea de producción de Danfoss. 

Detección de objetos de más de 100 componentes

En la nueva línea de producción de Danfoss, un total de seis robots KUKA se encargan de los pasos de trabajo que antes se realizaban manualmente. Mueven componentes que pesan entre 5 y 20 kilogramos cada uno. La automatización de este proceso reduce el trabajo físico del equipo, lo que permite a los trabajadores y trabajadoras dedicarse a actividades de mayor valor añadido. Así, las células de robot mueven hasta 100 componentes diferentes sin intervención manual.
En Danfoss, un fabricante de sistemas hidráulicos móviles de Dinamarca, los robots KUKA mueven más de 100 componentes.
"Ese era el gran reto de este proyecto", explica Olav K. Sjørslev, jefe de ventas de la compañía colaboradora de integración QRS. "La condición en Danfoss para las células de robot era el suministro totalmente automático de los componentes. Una tarea que solo puede resolverse con un sistema de cámaras, dado el gran número de variaciones". La alternativa, es decir, entregar las piezas en bruto meticulosamente ordenadas y alineadas, era sencillamente poco rentable. En cambio, los objetos llegan a la primera estación del robot en cajas con ruedas estándar, clasificados por caja, pero apilados más o menos al azar unos encima de otros, separados capa a capa por hojas de papel.

Combinación ideal de la cámara, el sensor estéreo 3D rc_visard y los robots KUKA

"Nuestra experiencia con los sistemas de cámaras hasta ese momento no era muy buena", recuerda Sjørslev. "Hemos estudiado varios sistemas en los últimos diez años, pero no hemos encontrado ninguna solución de visión 3D que sea buena". Lo que funciona en una feria o en la sala de exhibiciones de un fabricante a menudo no es viable en condiciones reales, subraya el jefe de ventas. Para la desafiante detección de objetos, QRS se benefició de su estrecha colaboración con KUKA, que existe desde hace más de 15 años: Cuando se trata de sistemas de cámaras y detección de objetos, KUKA confía en su socio Roboception de Múnich.
Visión mecánica: Roboception proporciona un sensor estéreo 3D fiable y también desarrolla un software modular.
Con el rc_visard, Roboception no solo ofrece un sensor de estéreo 3D fiable, sino que también desarrolla componentes de software modulares que se adaptan perfectamente a aplicaciones como las de la empresa danesa Danfoss. "Con nuestro software SilhouetteMatch, el rc_visard detecta los componentes basándose en una plantilla creada a partir de datos CAD o de datos generados directamente con el sensor", explica el Dr. Michael Suppa, director general de Roboception. Mediante una interfaz web estandarizada y una interfaz de usuario gráfica, la combinación con los robots KUKA es muy rápida y sencilla.
Equipo potente: QRS, Roboception y KUKA proporcionan a Danfoss, en Dinamarca, la solución ideal para la detección de objetos en 3D.

Visión mecánica: Del objeto a los puntos de agarre adecuados

En el caso de Danfoss, eso significa: El rc_visard detecta de forma fiable la posición y la orientación de los objetos planos y desordenados en la superficie plana del papel y también proporciona al robot los puntos de agarre. "En este proyecto se descartó rápidamente una solución en 2D", explica Suppa. "Las capas intermedias del papel no siempre son completamente uniformes o incluso aceitosas, debido a los componentes". En las pruebas con otros sistemas, la cámara a veces interpretaba erróneamente las huellas como piezas de trabajo. Por otro lado, el software de Roboception detecta exactamente los componentes que se entregan a la célula de robot y transmite los puntos de agarre adecuados para un KR CYBERTECH de KUKA. Este retira la pieza y primero la suministra a un láser de marcado. A continuación, los componentes pasan por una cinta transportadora a otra célula, donde un KR QUANTEC los utiliza automáticamente para cargar y descargar la máquina rectificadora. En las siguientes celdas, el KR CYBERTECH suministra los objetos procesados a una "instalación de lavado", los clasifica en recipientes o carga otra pequeña máquina rectificadora.

Intercambio de conocimientos entre las partes implicadas

Para los implicados, el transcurso del proyecto se ha asemejado a un salto a agua fría. "Implementar la detección de objetos fue una experiencia nueva para nosotros. Cuando nos atrevemos a hacer algo así, solo elegimos socios de los que estamos absolutamente convencidos y que estamos seguros de que nos apoyarán a largo plazo", subraya Olav Sjørslev, de QRS. Solo tiene cosas positivas que contar sobre la colaboración con Roboception y KUKA. "Para el proyecto, todos los implicados hicieron voluntariamente un esfuerzo adicional en términos de transferencia de conocimientos e inversión de tiempo". El esfuerzo ha dado sus frutos en muchos aspectos. Así, no solo el cliente está satisfecho, sino que la exitosa integración del sistema de cámaras de Roboception también ha garantizado pedidos adicionales de QRS.
El software Roboception transmite los puntos de agarre adecuados a este KR CYBERTECH.

Soluciones de futuro para el cliente y el integrador

"Hemos aprendido muchas lecciones de esta tarea que nos ayudarán en la ejecución de otros proyectos", afirma Sjørslev. "¿Cuál es el efecto de la influencia de la luz, qué perturbaciones pueden producirse en la lente, desde qué distancia se pueden seguir detectando las piezas? Ahora tenemos respuestas concretas para ello". Para Danfoss, la solución de KUKA, Roboception y QRS también es satisfactoria. El experto en sistemas hidráulicos no solo acelera y estabiliza sus procesos de producción mediante la automatización, sino que al mismo tiempo garantiza una mayor seguridad laboral para sus trabajadores y trabajadoras.
Solución de visión 3D variable en Danfoss: Se puede adaptar con flexibilidad a otras tareas.
También hay otro punto importante: "Nuestro hardware puede resolver una gran variedad de tareas integrando otros módulos de software", afirma el Dr. Michael Suppa, de Roboception. "De esta forma, Danfoss dispone ahora de una solución de visión 3D variable que puede adaptarse fácilmente a otras tareas según sea necesario".

A pesar del gran reto que supuso la detección automática de más de 100 componentes, pudimos resolver la tarea de forma muy satisfactoria y ofrecer a nuestro cliente la solución perfecta.

Olav K. Sjørslev, jefe de ventas de la compañía colaboradora de integración QRS

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