El nuevo Bin Picking Studio 1.4.0:Reconstruya el entorno del robot sin necesidad de archivos CAD

Constructor de entornos

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

¿Cómo?

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

Bin Picking Studio 1.4.0 viene con una herramienta nueva y fácil de usar “Generador 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 “Generador 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 puedes probar los movimientos del robot
• Visión: aquí puede conectarse a los sistemas de visión calibrados para comparar el entorno virtual con el mundo real

Escena

Evite que el robot abandone su espacio de trabajo y enciérrelo en una caja virtual, ¡rápidamente y sin esfuerzo! La naturaleza fácil del trabajo se ve reforzada por la visualización del robot en la configuración del entorno y por funciones adicionales para cambiar el tamaño y la escala de los objetos del entorno.

Para disfrutar de recolección de basura sin colisiones , necesita administrar 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. Si bien las trayectorias se verifican en busca de colisiones, el escáner nunca ve todos los objetos en la escena, por lo que debe definir objetos de colisión estáticos que coincidan con la realidad .

Lista de objetos

La pestaña "Escena" contiene una "Lista de objetos" , sustentando una estructura jerárquica. Esto significa que cada objeto puede tener objetos secundarios vinculados a él para manipular con un grupo de objetos más fácilmente. Puede utilizar +/- botones junto al objeto principal para expandir/contraer la lista de objetos secundarios.

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

Ejemplo:

Considere un palet con varios objetos. Es beneficioso definir cada objeto como un elemento secundario del objeto principal. De esta manera, puede manipular (mover, rotar, etc.) todos los objetos simplemente cambiando las propiedades de posición del objeto principal.

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

• Icono de sincronización: dice si el objeto está guardado (sincronizado) o no guardado
• Cambio de visibilidad: permite mostrar/ocultar el objeto
• Botón Eliminar: permite eliminar el objeto (tenga en cuenta que eliminar un objeto principal también eliminará todos sus objetos secundarios)

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

Puede agregar un nuevo objeto a la escena haciendo clic en "+ Agregar 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 “Editar formulario” y “Panel de herramientas de objetos 3D” .

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

• Bandeja: destinado a cualquier modelo CAD que represente un contenedor (representado en azul)
• Entorno: otros objetos de colisión que también se corresponden con objetos reales en las proximidades del robot (representados en gris)
• Objeto de colisión virtual: se usa para objetos que no necesariamente existen en el entorno real del robot; se usa principalmente para limitar el espacio de trabajo del robot durante la recolección de contenedores, pero también para definir las paredes de la celda para permitir una inspección transparente del interior del robot (virtual) (representado 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 seleccionado no chocará con él.

Después de seleccionar un objeto de la “Lista de objetos” , se destaca en azul en la lista y en rojo en el visualizador. Además de eso, el “Editar formulario” y "herramientas de objetos 3D" aparecen paneles. También puede seleccionar un objeto haciendo clic directamente sobre él en el visualizador 3D. Para anular la selección de un objeto, haga clic en él en la “Lista de objetos” una vez más o seleccione “Cerrar” opción de las “herramientas de objetos 3D” tablero.

Herramientas de edición de formularios y objetos 3D

Después de seleccionar un objeto de la "Lista de objetos" o en el visualizador 3D, el "Formulario de edición" y “herramientas de objetos 3D” aparecerá el panel.

La pestaña "Escena" con un "Formulario de edición" resaltado, el panel "Herramientas de objetos 3D" y el botón "Guardar escena"

El “Editar formulario” le permite ingresar las siguientes propiedades del objeto:

• Nombre (del objeto)
• Tipo (del objeto como se describe arriba)
• Archivo CAD (malla): puedes descargar el objeto STL
• Escala: puedes escalar el objeto STL
• Dimensiones: puede cambiar el tamaño del objeto (solo para formas primitivas):ancho/alto/profundidad para el cuadro, radio para la esfera y radio/alto para el cilindro
• Posición: puede cambiar la posición del origen del objeto en relación con el origen del objeto principal
• Rotación: puedes rotar el objeto alrededor de su propio origen

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

• Mover: esta opción muestra las flechas del marcador para que pueda cambiar la posición del objeto a lo largo de un eje deseado arrastrando el marcador
• Rotar: esta opción muestra los círculos del marcador para que pueda cambiar la rotación del objeto en el eje deseado arrastrando el marcador
• Escala: esta opción muestra la flecha del marcador para que pueda escalar el objeto
• Cambiar tamaño: esta opción muestra las flechas del marcador para que pueda cambiar las dimensiones del objeto en el eje deseado arrastrando el marcador (solo para el cuadro y el cilindro)
• Alternancia de uno mismo/padres: puede cambiar el origen de la rotación al rotar usando el marcador; seleccione "self" para rotar alrededor de su propio origen; seleccione "padre" para rotar alrededor del origen del padre

Los marcadores también le permiten agregar 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 de un eje específico, ingrese el valor deseado y aplíquelo haciendo clic en “Comprobar” botón.

El “+ Agregar objeto secundario” El botón le permite crear un objeto secundario para el objeto actualmente seleccionado. Usa la “x Cerrar” botón para anular la selección del objeto (finalizar la edición).

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

Robot

Antes de acceder a la pestaña "Robot", primero debe seleccionar un robot y una pinza de la base de datos y definir el punto de herramienta. A continuación, puede mover virtualmente el robot y definir su espacio de trabajo.

Controles de robots

Puede elegir entre tres modos de movimiento:

• Conjunto
  Aquí puede mover virtualmente las articulaciones individuales del robot de dos maneras:
  • Moviendo el control deslizante de la articulación correspondiente
  • Ingresando 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 punto de herramienta del robot 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 punto de herramienta del robot, arrastrándolo a la posición deseada
  • Arrastrando las flechas para moverlo en cada eje respectivo o arrastrando los círculos para girarlo
  • Ingresando manualmente la posición y la orientación del TCP en el panel "Posición del punto de herramienta"

Si haces clic en “Pose de inicio” botón, el robot se moverá automáticamente a su posición predeterminada. Para habilitar la función de verificación de colisiones, use “Resaltar colisiones ACTIVADO/DESACTIVADO” botón de alternancia.

Al maniobrar el robot, se aplican restricciones de límite articular.

Ejemplo de configuración de límites conjuntos

Los límites conjuntos le permiten definir el espacio de trabajo de planificación de ruta del robot.

El robot generalmente necesita moverse solo en una fracción de su rango conjunto. Le recomendamos encarecidamente que configure los límites de las articulaciones para que la planificación de la ruta se lleve a cabo solo en ese subespacio del espacio de trabajo completo del robot. Los límites conjuntos configurados correctamente tienen un efecto positivo en el tiempo de cálculo de la planificación de la ruta y la tasa de éxito.

Si deja vacío un campo de límite de articulación, el sistema utilizará el hardware predeterminado del robot.

Tenga en cuenta que los límites de unión demasiado restrictivos pueden conducir a una falla en la planificación de la ruta. Permita siempre cierto margen de maniobra. Para comprobar que el alcance del robot es suficiente, utilice las opciones de desplazamiento de los “Controles del robot” panel. Asegúrese de que el robot pueda llegar a todos los lugares del modelo de contenedor con varias orientaciones de agarre.

Visión

También es posible que haya encontrado dificultades derivadas de las discrepancias entre la celda de selección de contenedores real y su versión CAD. Esto ya no será un problema con la nueva opción para activar un escaneo y verificar si la nube de puntos escaneada corresponde al espacio virtual modelado. Dado que ahora también puede verificar los volúmenes de escaneo de los sistemas de visión empleados, nunca ha sido tan fácil para usted configurar el campo de visión.

La pestaña "Visión" le permite manipular los sistemas de visión configurados para validar la ubicación de los objetos de colisión.

Si los escáneres están montados en el brazo robótico, primero debe 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 conectarse y el sistema de visión está calibrado
• No disponible: el escáner actualmente no está listo para conectarse; comprobar la alimentación, conexión y configuración de red
• No calibrado: el sistema de visión aún no está calibrado; primero debe realizar una calibración exitosa para usar este sistema de visión en el "Generador 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 en relación con la base del robot (calibración extrínseca) o la brida del robot (calibración mano-ojo).

La ventana de descripción general del sistema de visión contiene varios botones:

• Visibilidad: puede activar/desactivar la visibilidad de cada modelo de escáner, el volumen de escaneo y el origen del escáner (más específicamente su cámara)
• Conectar:​​ puede hacer clic en el botón "Conectar" una vez que el escáner esté listo para conectarse y el sistema de visión haya sido calibrado
• Desconectar:​​ una vez conectado, puede desconectarse del escáner usando este botón
• Activador: mientras está conectado al escáner, puede activar 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 se utilice el mismo escáner en varios sistemas de visión, se conecta en todos ellos.

El "Generador de entornos" comparte los controles del escáner con la interfaz PhoXi:una vez conectado en el "Generador de entornos", el mismo escáner también se conecta a la interfaz PhoXi.

Validación

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

Para garantizar una ubicación precisa del objeto, debe estar disponible un sistema de visión calibrado para conectarse. Luego puede activar un escaneo y usarlo para colocar el modelo CAD de manera que el modelo y la nube de puntos se superpongan.