Robôs de recolha de contentores: utilizações e aplicações industriais

Durante muitos anos, a tarefa de separação de contentores foi um dos processos mais difíceis na automatização. Embora a tecnologia possa otimizar a produção, a gestão de algumas tarefas pode ainda ser demasiado complexa. De seguida, analisaremos os processos que podem ser automatizados com Robôs de recolha de contentoresOs possíveis desafios e soluções.

O que é a recolha de lixo?

O objetivo da recolha de contentores é recolher objectos semelhantes colocados e orientados aleatoriamente num contentor, utilizando um sistema de visão, um robô e uma pinça. Normalmente, o sistema de visão efectua uma digitalização 3D do objeto para obter uma nuvem de pontos para o reconhecer. O robô entra então no contentor, apanha o objeto, sai do contentor e desloca-se para o alvo de colocação, que é normalmente uma caixa ou outro dispositivo.

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Desafios e soluções para robots de recolha de contentores

Dificuldade em alcançar alguns itens

Um dos principais problemas da Robôs de recolha de contentores é a incapacidade de apanhar todas as peças do contentor. É possível apanhar entre 80-85% das peças, uma vez que o sistema de visão instrui o robô para apanhar objectos que são fáceis de apanhar.

O que é difícil é alcançar os últimos objectos que estão entrelaçados ou que estão num canto do recipiente. Este problema pode ser resolvido de duas formas. A primeira consiste em redesenhar o recipiente, dando-lhe uma forma mais prática, por exemplo, uma forma cónica que mantenha todas as peças sempre no centro.

A segunda solução consistiria em agitar automaticamente o recipiente com um motor, de modo a que as posições e orientações das peças fossem reorganizadas e deixassem de estar misturadas, o que permitiria à câmara identificá-las facilmente.

As pinças podem danificar as peças apanhadas.

Outro problema é a possibilidade de colisão da pinça com outros objectos quando se tenta apanhar um deles. A estratégia de recolha deve ser precisa para evitar danificar outras peças, especialmente se forem frágeis.

Uma solução é um algoritmo de planeamento de trajetória preciso que evite obstáculos. O planeamento de trajectórias em robótica é o processo de encontrar a trajetória contínua óptima do ponto A para o ponto B que evite atingir quaisquer obstáculos.

Pode haver casos em que os objectos no recipiente tenham uma forma ou natureza diferentes. Neste caso, pode ser utilizada uma pinça macia ou uma pinça de vácuo com ventosas para se adaptar a qualquer tamanho e forma.

Desafios e soluções para a parte de visão dos robots de recolha de contentores

O sistema de visão do Robôs de recolha de contentores podem incluir câmaras 2D ou 3D, sendo as últimas mais caras mas mais eficientes. Além disso, podem ser utilizados scanners laser 3D que produzem nuvens de pontos.

Os relâmpagos, a oclusão e a deteção de margens podem complicar o processo.

Os problemas recorrentes na visão são a iluminação, a oclusão e a deteção de limites e aplicam-se tanto a sistemas de visão 2D como 3D.

A iluminação significa que são projectadas sombras de cada objeto para o outro, dificultando a sua deteção pela câmara. Isto pode ser resolvido dando à cena iluminação adicional junto à câmara ou no pulso do robô.

A oclusão ocorre quando o objeto não é totalmente visível para a câmara quando outro objeto é colocado em cima dele. Agitar o recipiente pode ser útil para tornar o objeto mais facilmente detetável.

A deteção de margens é o desafio de descobrir o perímetro do contorno de um objeto. É ainda mais difícil quando existe um grande número de objectos colocados lado a lado, como na coleção de contentores, e a solução para este problema depende do software e dos métodos utilizados.

Como saber quando implementar robôs de recolha de contentores

Se está a considerar a possibilidade de automatizar processos através de Robôs de recolha de contentores, os pontos seguintes sugerem o potencial de automatização:

• Grande número de peças pequenas: Se o sistema estiver corretamente configurado, o robô pode recolher com rapidez e precisão peças pequenas, como parafusos ou anilhas.
• Itens não ordenados: Processos em que não é possível receber itens ordenados de um processo anterior. Na maioria dos casos, será mais eficiente solicitar que os itens sejam entregues de forma estruturada, evitando assim completamente a Robôs de recolha de contentores.
• Peças com uma superfície mate: Se as peças forem altamente reflectoras, tais como peças metálicas maquinadas, poderá haver problemas com os raios e a maioria dos sistemas de câmaras terá dificuldade em encontrar as peças para recolha no contentor.
• Um processo em que o tempo de ciclo é superior a cerca de 10 segundos: O Robôs de recolha de contentores demorará algum tempo a encontrar e a recolher cada item.

Conclusões sobre os robots de recolha de contentores

Para os programadores, o Robôs de recolha de contentores são uma óptima solução, mas para os clientes podem não o ser. Em geral, pode ser uma boa ideia tentar evitar a utilização de soluções de recolha de contentores, assegurando simplesmente que o formato de entrega dos artigos é feito de forma ordenada, e não aleatória, em contentores.

Este procedimento implica normalmente um aumento dos custos, embora seja frequentemente mais barato e permita um tratamento mais rápido do que a recolha no contentor. No entanto, nalguns casos, tal não é possível ou é muito dispendioso, pelo que a Robôs de recolha de contentores será a solução.

Se um processo satisfizer os quatro pontos anteriores, pode ser adequado utilizar Robôs de recolha de contentores. Ao procurar uma opção, deve ter-se em conta que algumas soluções são ainda muito experimentais, enquanto outras tiveram vários anos para amadurecer e provar a sua robustez.

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