Bin Picking Studio 1.4.0: Cree entornos robóticos sin archivos CAD

Constructor de entornos

¿Alguna vez se ha encontrado en una situación en la que necesitaba ajustar el entorno del robot pero no había ningún ingeniero de CAD cerca para ayudarle? ¡A partir de ahora puede dibujar fácilmente objetos de colisión simples directamente en Bin Picking Studio, usted mismo!

¿Cómo?

Hemos preparado una guía completa y fácilmente comprensible para usted en el siguiente artículo.

Bin Picking Studio 1.4.0 viene con una nueva herramienta fácil de usar "Constructor de entornos". Le permite construir un modelo 3D de la celda de trabajo, definir el espacio de trabajo del robot y probar sus capacidades de movimiento. La herramienta también le permite verificar el modelo del entorno comparándolo con una nube de puntos del escáner calibrado.

El "Constructor de entornos" consta de un visualizador 3D y un panel de control dividido en 3 pestañas con diferentes funcionalidades:

• Escena: aquí puede construir un modelo 3D del entorno del robot
• Robot: aquí puede probar los movimientos del robot
• Visión: aquí puede conectar a los sistemas de visión calibrados para comparar el entorno virtual con el mundo real

Escena

Evite que el robot salga de su espacio de trabajo y ciérrelo en una caja virtual, ¡rápida y sin esfuerzo! La facilidad del trabajo se ve reforzada por la visualización del robot en la configuración del entorno y por las funciones añadidas para redimensionar y escalar los objetos del entorno.

Para disfrutar de bin picking sin colisiones, necesita gestionar un modelo 3D preciso de la celda robótica real. El entorno virtual creado en Bin Picking Studio debe coincidir con el mundo real al menos dentro del alcance del robot. Aunque las trayectorias se comprueban para colisiones, el escáner nunca ve todos los objetos en la escena, por lo que necesita definir objetos de colisión estáticos que coincidan con la realidad.

Lista de objetos

La pestaña "Escena" contiene una "Lista de objetos", que soporta una estructura jerárquica. Esto significa que cada objeto puede tener objetos hijos vinculados a él para manipular un grupo de objetos más fácilmente. Puede usar los botones +/- junto al objeto padre para expandir/colapsar la lista de objetos hijos.

Para cambiar la jerarquía de objetos ya definidos, puede agarrar un objeto en la "Lista de objetos" y moverlo a la posición deseada en la lista (observando el icono + que aparece cuando el objeto se mueve sobre otro para hacerlo su hijo).

Ejemplo:

Considere un palet con varios objetos. Es beneficioso definir cada objeto como hijo del objeto parental. Así puede manipular (mover, rotar, etc.) todos los objetos simplemente cambiando las propiedades de posición del objeto padre.

Cada objeto en la "Lista de objetos" ofrece 3 opciones listadas junto a él (de izquierda a derecha):

• Icono de sincronización: indica si el objeto está guardado (sincronizado) o sin guardar
• Interruptor de visibilidad: permite mostrar/ocultar el objeto
• Botón de eliminar: permite eliminar el objeto (tenga en cuenta que eliminar un objeto padre también eliminará todos sus objetos hijos)

La pestaña "Escena" con una "Lista de objetos" resaltada y el botón "+ Añadir objeto"

Puede añadir un nuevo objeto a la escena haciendo clic en el botón "+ Añadir objeto" en la esquina inferior izquierda del visualizador 3D. Puede definir un objeto de colisión usando una de las formas primitivas disponibles (caja/esfera/cilindro) o cargar un archivo STL.

Al seleccionar una forma primitiva, puede definir sus propiedades en el "Formulario de edición" y el "Panel de herramientas de objetos 3D".

Si elige un archivo STL, aparecerá una ventana emergente pidiéndole que introduzca un nombre para el nuevo objeto, elija el archivo a cargar y seleccione un tipo de objeto. Hay 3 tipos de objetos disponibles:

• Contenedor (Bin): destinado a cualquier modelo CAD que represente un contenedor (renderizado en azul)
• Entorno: otros objetos de colisión que también corresponden con objetos reales en las cercanías del robot (renderizado en gris)
• Objeto de colisión virtual: usado para objetos que pueden no existir necesariamente en el entorno real del robot – se usa principalmente para limitar el espacio de trabajo del robot durante el bin picking, pero también para definir las paredes de la celda y permitir la inspección a través del robot (virtual) (renderizado en rojo y semitransparente, como único tipo de objeto)

Cada uno de estos tipos de objetos representa un "objeto de colisión" en el sentido de que el objeto recogido no colisionará con él.

Después de seleccionar un objeto de la "Lista de objetos", se resalta en azul en la lista y en rojo en el visualizador. Además, aparecen los paneles "Formulario de edición" y "Herramientas 3D". También puede seleccionar un objeto haciendo clic directamente en él en el visualizador 3D. Para deseleccionar un objeto, haga clic en él en la "Lista de objetos" una vez más o elija la opción "Cerrar" del panel "Herramientas 3D".

Formulario de edición y herramientas 3D

Después de seleccionar un objeto ya sea de la "Lista de objetos" o en el visualizador 3D, aparecerán el "Formulario de edición" y el panel "Herramientas 3D".

La pestaña "Escena" con "Formulario de edición", panel "Herramientas 3D" y botón "Guardar escena" resaltados

El "Formulario de edición" le permite introducir las siguientes propiedades del objeto:

• Nombre (del objeto)
• Tipo (del objeto como se describe arriba)
• Archivo CAD (malla): puede descargar el objeto STL
• Escala: puede escalar el objeto STL
• Dimensiones: puede redimensionar el objeto (solo para formas primitivas): ancho/alto/profundidad para la caja, radio para la esfera y radio/alto para el cilindro
• Posición: puede cambiar la posición del origen del objeto relativo al origen del objeto padre
• Rotación: puede rotar el objeto alrededor de su propio origen

También puede manipular dinámicamente los objetos con el "Panel de herramientas 3D":

• Mover: esta opción muestra flechas de marcadores para que pueda cambiar la posición del objeto a lo largo de un eje deseado arrastrando el marcador
• Rotar: esta opción muestra círculos de marcadores para que pueda cambiar la rotación del objeto en el eje deseado arrastrando el marcador
• Escalar: esta opción muestra una flecha de marcador para que pueda escalar el objeto
• Redimensionar: esta opción muestra flechas de marcadores para que pueda cambiar las dimensiones del objeto en el eje deseado arrastrando el marcador (solo para caja y cilindro)
• Interruptor Propio/Padre: puede cambiar el origen de la rotación al rotar usando el marcador; seleccione "propio" para rotar alrededor de su propio origen; seleccione "padre" para rotar alrededor del origen del padre

Los marcadores también le permiten añadir incrementos a los valores de posición/rotación para cada eje. En lugar de arrastrar el marcador en la dirección deseada, simplemente haga clic en la flecha/círculo para un eje específico, introduzca el valor deseado y aplique haciendo clic en el botón "Confirmar".

El botón "+ Añadir objeto hijo" le permite crear un objeto hijo para el objeto actualmente seleccionado. Use el botón "x Cerrar" para deseleccionar el objeto (terminar edición).

Complete la acción haciendo clic en el botón "Guardar escena". El entorno virtual se sincronizará con el robot. Solo después de eso puede usar la pestaña "Robot" con los controles del robot.

Robot

Antes de acceder a la pestaña "Robot", primero necesita seleccionar un robot y gripper de la base de datos y definir el toolpoint. Luego puede mover virtualmente el robot (jog) y definir su espacio de trabajo.

Controles del robot

Puede elegir entre tres modos de movimiento:

• Articular (Joint)
  Aquí puede mover virtualmente las articulaciones individuales del robot de dos formas:

   

  • Moviendo el deslizador para la articulación correspondiente
  • Introduciendo manualmente la posición de la articulación en el campo de entrada

• Lineal (Sistema de coordenadas de la herramienta / Sistema de coordenadas de la base del robot)
  Puede mover el toolpoint del robot ya sea en el sistema de coordenadas de la herramienta o de la base del robot. Hay tres formas de mover el robot:

   

  • Moviendo el marcador en el toolpoint del robot, arrastrándolo a la posición deseada
  • Arrastrando las flechas para moverlo en cada eje respectivo o arrastrando los círculos para rotarlo
  • Introduciendo manualmente la posición y orientación del TCP en el panel "Posición del toolpoint"

Si hace clic en el botón "Posición de inicio", el robot se moverá automáticamente a su posición por defecto. Para activar la función de comprobación de colisiones, use el botón de alternancia "Resaltar colisiones ON/OFF".

Al maniobrar el robot, se aplican restricciones de límites articulares.

Ejemplo de configuración de límites articulares

Los límites articulares le permiten definir el espacio de trabajo de planificación de rutas del robot.

El robot generalmente solo necesita moverse en una fracción de su rango articular. Le recomendamos encarecidamente que configure los límites articulares para que la planificación de rutas tenga lugar solo en ese subespacio del espacio de trabajo completo del robot. Los límites articulares correctamente configurados tienen un efecto positivo en el tiempo de cálculo y la tasa de éxito de la planificación de rutas.

Si deja un campo de límite articular vacío, el sistema usará el hardware por defecto del robot.

Tenga en cuenta que límites articulares demasiado restrictivos pueden llevar a un fallo en la planificación de rutas. Siempre deje algo de margen. Para verificar que el alcance del robot es suficiente, use las opciones de jogging del panel "Controles del robot". Asegúrese de que el robot puede alcanzar cada lugar en el modelo del contenedor con varias orientaciones del gripper.

 

Visión

También puede haber encontrado dificultades derivadas de discrepancias entre la celda real de bin picking y su versión CAD. Esto ya no será un problema con la nueva opción de disparar un escaneo y comprobar si la nube de puntos escaneada corresponde al espacio virtual modelado. Dado que ahora también puede comprobar los volúmenes de escaneo de los sistemas de visión empleados, nunca ha sido tan fácil configurar el campo de visión.

La pestaña "Visión" le permite manipular los Sistemas de Visión configurados para validar la colocación de los objetos de colisión.

Si los escáneres están montados en el brazo robótico, primero necesita seleccionar un modelo de robot para que ese Sistema de Visión aparezca en la lista. De lo contrario, recibirá un mensaje de advertencia.

La "Lista de Sistemas de Visión" con 3 Sistemas de Visión, el cuarto no se puede mostrar porque no se ha seleccionado ningún robot

Un Sistema de Visión puede tener los siguientes estados:

• Disponible: el escáner está listo para conectar y el Sistema de Visión está calibrado
• No disponible: el escáner no está listo para conectar actualmente; compruebe la alimentación, la conexión y la configuración de red
• No calibrado: el Sistema de Visión aún no está calibrado – primero necesita realizar una calibración exitosa para usar este Sistema de Visión en el "Constructor de entornos"

Obtenga información detallada sobre un Sistema de Visión (ID del escáner, posición de montaje y tipo de modelo) haciendo clic en él. Los campos inferiores reflejan la calibración del Sistema de Visión – traducción y orientación de la cámara del escáner relativa a la base del robot (calibración extrínseca) o brida del robot (calibración mano-ojo).

La ventana de vista general del Sistema de Visión contiene varios botones:

• Visibilidad: puede activar/desactivar la visibilidad de cada modelo de escáner, volumen de escaneo y origen del escáner (más específicamente su cámara)
• Conectar: puede hacer clic en el botón "Conectar" una vez que el escáner está listo para conectar y el Sistema de Visión ha sido calibrado
• Desconectar: una vez conectado, puede desconectar del escáner usando este botón
• Disparar: mientras está conectado al escáner, puede disparar escaneos

Información detallada sobre un Sistema de Visión

Tenga en cuenta que solo se puede conectar un escáner a la vez. En caso de que el mismo escáner se use en múltiples Sistemas de Visión, se conecta en todos ellos.

El "Constructor de entornos" comparte controles de escáner con la Interfaz PhoXi – una vez conectado en el "Constructor de entornos", el mismo escáner está conectado en la Interfaz PhoXi también.

Validación

Conectar un escáner y disparar escaneos le ayuda a colocar objetos de colisión (principalmente el contenedor) para que el modelo coincida con la realidad con precisión.

Para asegurar una colocación precisa del objeto, un Sistema de Visión calibrado debe estar disponible para conectar. Puede entonces disparar un escaneo y usarlo para posicionar el modelo CAD de modo que el modelo y la nube de puntos se superpongan.