Cómo los cobots de visión están remodelando la automatización de fábrica

En 2015, un trabajador murió accidentalmente a manos de un robot industrial en una planta de Volkswagen en Alemania. Según el Telegraph, el técnico de 22 años murió instantáneamente cuando el brazo del robot golpeó su cuerpo y lo empujó contra una placa de metal.

Según una declaración de Volkswagen, el robot no se averió. El robot estaba operando dentro de la jaula de seguridad cuando el técnico entró por error dentro de esta jaula. Los accidentes como este son raros, pero cuando ocurren llaman mucho la atención.

Después de este accidente y otro similar en una fábrica de automóviles en la India, algunos proveedores de tecnología autónomos reorientaron la mayor parte de sus esfuerzos hacia una nueva generación de robots colaborativos seguros, los Cobots.

Los avances en sensores, cámaras de vídeo, IA y tecnología de visión artificial están haciendo que estos robots de colaboración sean muy conscientes de su entorno. Tener visibilidad adicional permite que estos robots de nueva generación sean más efectivos y seguros para algún tipo de fábrica.

Cobot for Safety

Cobot: Un robot seguro para las masas

“Los robots colaborativos de algún tamaño democratizarán el acceso a los robots. Antes sólo veíamos robots en empresas muy grandes, en el sector de la automoción o en el aeroespacial. Ahora, a través de robots colaborativos, es posible que varias tiendas de mamá y papá adopten un robot. Es muy sencillo de programar…. pueden instalarlo, y pueden usarlo en media hora”, dijo Henrik Christensen, Director de Robótica de la Universidad de California en San Diego.

Para hacer que estos robots colaborativos sean accesibles a todo el mundo, la industria autónoma está trabajando duro para mantenerse al día con los estándares de seguridad mientras sigue produciendo robots eficientes.

Los Robots Colaborativos o Cobots están diseñados para compartir el espacio de trabajo con los humanos. Son sistemas completamente autónomos que pueden ser utilizados para una amplia gama de aplicaciones en la fabricación, investigación, laboratorios, etc. Los cobots pueden recoger y colocar artículos, empaquetarlos, inyectarlos fundidos en un molde, tallar madera (CNC), pulirlos, hacer análisis y mucho más.

Estos cobots suelen estar etiquetados como más seguros que los grandes robots industriales. Pero para poder trabajar con humanos y sin jaulas de seguridad, hay algunos requisitos que permiten que los cobots sean utilizados como colaboradores seguros en el lugar de trabajo. Algunos de estos son:

  • Parada controlada.
  • Vigilar el movimiento y la velocidad.
  • Limitar la potencia y la capacidad de levantamiento de peso.
  • Guiarlos a mano.

Cobots Workspace Sharing with Human

Los cobots son sistemas autónomos limitados de fuerza forzada. Están diseñados para ser pequeños y no muy potentes. Las cargas útiles que estos robots limitados pueden soportar son generalmente alrededor de 10 kgs o menos. Y si están a punto de golpear a un trabajador de producción, pueden darse cuenta rápidamente y detenerse inmediatamente.

Para ser conscientes de lo que les rodea, Vision Cobots utiliza avanzados algoritmos de visión por ordenador y cámaras basadas en visión 3D. Gracias a la visión por computador, los cobots pueden obtener una percepción y una conciencia de alto nivel del mundo que los rodea.

Visión por computadora + Cobots: Vision Cobots

Los cobots podrían trabajar más rápido y ser más productivos. Pero los estándares de seguridad en la industria manufacturera los obligan a trabajar a una capacidad más baja. Aunque están diseñados para una colaboración segura con los trabajadores humanos, los efectores finales y la carga útil más pequeños pueden seguir siendo perjudiciales.

Las técnicas correctas de Inteligencia Artificial (IA) y Aprendizaje Automático pueden mejorar drásticamente su seguridad, ya que pueden hacer que los responsables de la toma de decisiones sean más rápidos.

La visión por computadora utiliza técnicas de reconocimiento de patrones y de aprendizaje para dar sentido a las imágenes de vídeo. Es la inteligencia debajo del sistema de visión del cobot. Con la entrada correcta de cámaras y otros sensores, estos sistemas autónomos pueden ver y ser completamente conscientes del entorno.

Vision Cobots

Veo Robotics, un conocido proveedor del mercado de automatización industrial está desarrollando un sistema de detección 3D que cumple con los requisitos de la norma de monitorización de velocidad y separación (SSM de ISO 10218 e ISO/TS 15066). Este sistema utiliza cámaras de profundidad 3D y algoritmos de visión artificial para dar a los cobots plena conciencia de su entorno y poder trabajar con humanos.

Cuáles son algunos de los beneficios de los Vision Cobots:

  1. Crean un entorno de seguridad para la automatización de fábricas mediante el seguimiento de los movimientos externos anormales y repentinos.
  2. Tienen un proceso rápido de toma de decisiones para paradas repentinas, reducir la velocidad y cambiar el movimiento.
  3. Pueden ser guiados por la mano de un humano para una enseñanza y operación segura.
  4. También pueden recopilar las operaciones de la línea de producción y los datos de calidad del producto y enviarlos a un sistema de análisis o de gestión.

Componentes principales de Vision Cobots

Vision Cobots Components

Para permitir a los Cobots trabajar sin la valla de seguridad tradicional, necesitan tener alguna infraestructura adicional que les ayude a ver y procesar mejor la información. Por sí mismo, un cobot tiene una variedad de sensores incorporados que le ayudan a ser más seguro. Algunos de estos sensores podrían serlo:

  1. Sensores de proximidad: Esto podría ayudar a los cobots a saber cuándo detener o ralentizar sus operaciones para evitar chocar con sus compañeros de trabajo humanos.
  2. Retroalimentación de fuerza o de torque: Estos sensores pueden ayudar a los cobots a mejorar su sensibilidad.
  3. LiDAR: Sistema que mide la distancia a un objeto mediante tecnología láser.
  4. Sensores de movimiento: Detectar movimiento cerca del área de trabajo.
  5. Sensores de visión 2D: Los cobots tienen cámaras 2D integradas que les ayudan a ser conscientes de su entorno.

Pero aparte de estos sensores incorporados en el Cobot, el sistema autónomo necesita más retroalimentación del entorno externo. Necesitan una visión flexible y potentes unidades de procesamiento para ejecutar los algoritmos de visión por ordenador.

Visión y Computación

  1. Cámaras basadas en visión 3D. Las cámaras 3D son elementos esenciales en el sistema Cobots. A diferencia de las cámaras 2D tradicionales que perciben imágenes planas, estos dispositivos 3D proporcionan al cobot una visión similar a la humana. Para percibir el medio ambiente en un mundo tridimensional, al igual que los humanos, los cobots necesitan visión 3D.
  2. Aparato de visión de computadora: Los algoritmos avanzados de visión de máquina pueden ser bastante intensivos en computación. Una plataforma industrial y empotrada diseñada especialmente para la visión por ordenador puede ser la clave para obtener resultados de visión de alta calidad. Un ejemplo de esta plataforma es elLEC-2137 de Lanner que está optimizado para software de visión artificial. Esta plataforma funciona con un potente procesador de información, puertos HDMI y VGA, y una alta tolerancia a la temperatura.

LEC-2137

Palabras finales

Los cobots no reemplazarán a los humanos. Sólo los complementarán en tareas monótonas o de alta precisión y trabajarán junto a ellos. Los cobots no tienen las capacidades sobrehumanas de los grandes robots industriales. Su diseño está hecho para colaborar y operar fuera de las vallas de seguridad. Los cobots también dan acceso a la autonomía a un amplio público en general porque son mucho más baratos que los grandes robots industriales, más fáciles de instalar y mucho más seguros.

En años anteriores, las fábricas y los laboratorios han adoptado cobots con bastante optimismo. Estos robots de colaboración pueden monitorear movimientos bruscos cercanos o empleados que irrumpen en la zona de peligro de Cobot, y salvar a los seres humanos de accidentes.

Además, la precisión y la visión humana de estos cobots se están volviendo extraordinarias. Gracias a los avanzados algoritmos de visión de máquina y a su potencia de cálculo subyacente hecha a medida, un cobot puede ahora procesar una enorme cantidad de entrada de vídeo 3D y reaccionar rápidamente. Detectará obstrucciones cerca de su área de trabajo, cerrará inmediatamente su movimiento para evitar cualquier daño a los compañeros de trabajo.


Related Posts