Cómo maximizar la precisión en el proceso de «pick & place»: el papel fundamental de la Retroiluminación.

Precisión en el proceso de «pick & place»: el papel de la Retroiluminación

• Una luz estable y repetible es la base para una estimación fiable de la postura.
• Las siluetas con retroiluminación proporcionan una posición y orientación 2D fiables.
• Las opciones de anillos, barras y 3D abarcan alimentadores, cintas transportadoras y tolvas.
• El Rechazo de Luz Ambiental garantiza que los resultados se mantengan estables durante todos los turnos.
• Incluido en las familias Roder Vision DL8, DL6, DL1 y DL2.

El guiado robótico necesita una estimación de la posición precisa y repetible a la velocidad de producción. Y lo más importante: la cámara solo ve lo que la luz revela. Por eso, una iluminación irregular genera imágenes ambiguas y errores de colocación. En la práctica, elegir el Iluminador LED adecuado es tan importante como la cámara y el objetivo. En esta página te explicamos las opciones de iluminación para sistemas de «pick-and-place» y te ofrecemos enlaces a los productos RODER correspondientes.

Hay tres tipos de aplicaciones que dominan este sector. En primer lugar, el «pick-and-place», que trabaja a partir de un alimentador o soporte definido. A continuación, la «bin picking», que maneja piezas apiladas al azar. Por último, el «Cobot guidance», que se lleva a cabo en espacios de trabajo compartidos. Por eso, cada caso plantea requisitos de iluminación distintos en cuanto a distancia, geometría y seguridad.

Por qué es fundamental que la iluminación sea constante para la estimación de la postura

Los algoritmos de posición calculan la posición y la orientación a partir de las características de la imagen. Por eso, dependen del contraste, la nitidez y la repetibilidad. Además, la iluminación influye directamente en estos tres factores. Por eso, la luz determina la calidad de cada decisión de selección.

Cualquier desviación entre la Calibración y la producción altera las características de la imagen. En consecuencia, aumenta la incertidumbre en la localización y se multiplican los errores de selección. De hecho, la causa más habitual de la inestabilidad de la visión robótica no es el algoritmo, sino la variación de la iluminación o la contaminación por luz ambiental.

Retroiluminación para la precisión de la postura en 2D

Para piezas planas colocadas en un alimentador o una cinta transportadora, la retroiluminación suele ser la mejor opción. Como se proyecta una imagen de silueta, la pieza se ve como una forma sólida sobre un fondo brillante. Por eso, el algoritmo detecta fácilmente el centro y el ángulo. Así, la recogida sigue siendo precisa incluso con piezas reflectantes o aceitosas.

La luz directa también sirve para la orientación en 2D. En este caso, una luz anular, montada coaxialmente con la lente, proporciona un contraste de bordes repetible. Por el contrario, la luz de ángulo bajo resalta el relieve de la superficie en logotipos y marcas. Para campos de visión amplios, las luces de barra o los paneles matriciales mantienen la iluminación uniforme en toda la zona.

Navegación 3D y selección de objetos en contenedores

Algunas tareas requieren conocer la posición 3D completa de la pieza. Por eso, los sensores de Luz Estructurada o estéreo activos recogen la posición y la inclinación. En estos sistemas, un proyector estable y de alta intensidad proporciona el contraste necesario para la reconstrucción. Además, los iluminadores de Infrarrojo Cercano con un filtro adaptado eliminan la luz ambiental.

La recogida de piezas es el caso más complicado en cuanto a iluminación. Las piezas están colocadas en ángulos aleatorios, parcialmente ocultas y a distintas alturas. Por eso, las superficies metálicas producen reflejos y las piezas que se superponen proyectan sombras complejas. Por eso, los integradores combinan varios métodos: un escaneo 3D localiza la pieza, mientras que una fuente de luz difusa o de Domo reduce los artefactos especulares.

Montaje y Rechazo de Luz Ambiental

El iluminador puede montarse en el brazo del robot o quedarse fijo en la célula. El montaje en el extremo del brazo mantiene una geometría constante en todas las posiciones. Sin embargo, requiere unidades compactas y ligeras que no superen la capacidad de carga útil. Por el contrario, el montaje fijo permite utilizar iluminadores más grandes y potentes para zonas de recogida definidas.

La luz ambiental sigue siendo una amenaza constante. Las lámparas del techo, los arcos de soldadura y los tragaluces contaminan la imagen. Por eso, los ingenieros recurren a varias estrategias. Por ejemplo, un flash estroboscópico de alta intensidad anula la luz ambiental durante la exposición. Además, la luz de banda estrecha con un filtro Pasa-banda, o el NIR (Infrarrojo Cercano) entre 850 y 940 nm, rechaza la luz parásita de forma eficaz.

Velocidad, luz estroboscópica y Rendimiento de Producción

Las células de «pick-and-place» funcionan a gran velocidad, así que la sincronización es clave. Como la pieza se mueve, es imprescindible que la exposición sea breve. Por eso, la luz suele funcionar en modo estroboscópico, sincronizada con la cámara. Así, el movimiento se congela y la imagen sale nítida.

La estabilidad garantiza el ciclo a lo largo del tiempo. Además, un controlador con corriente estabilizada hace que cada destello sea idéntico. Por eso, el resultado de la pose se mantiene constante desde la primera hasta la millonésima. A su vez, aumenta el Rendimiento de Producción y se reducen las selecciones erróneas.

Productos de RODER Vision para esta aplicación

Los sistemas «pick-and-place» usan paneles de retroiluminación para la posición, además de barras y paneles para campos 2D. Por eso, las cuatro series que te muestro a continuación son las opciones recomendadas. Cada una de ellas ofrece un control estable de la corriente y cuerpos industriales resistentes.

Serie DL8 — Paneles OEM de altísima densidad

Panel modular OEM de muy alta densidad con tecnología MCCD© y Tecnología HTTM©. Por eso, ofrece la retroiluminación uniforme que necesita la estimación de siluetas robustas.

Serie DL6 — Paneles LED de alta densidad

Panel matricial LED de Alta Intensidad con Driver LED MCCD© y Tecnología HTTM©. Por eso, ofrece una iluminación directa o de fondo uniforme en amplios campos de selección.

Serie DL1 — Iluminadores LED de barra

Barra LED de Alta Intensidad con óptica integrada para orientación direccional en 2D. Además, las configuraciones de una, dos o cuatro barras cubren amplios campos sin asimetrías en las sombras.

Serie DL2 — Iluminadores LED en barra

Matriz de barras LED para Iluminación Directa y estimación de la postura en 2D. Por eso, ofrece un contraste de bordes constante para la comparación de plantillas en alimentadores y cintas transportadoras.

Para la localización de piezas coaxiales, RODER también ofrece iluminadores anulares LED, mientras que los iluminadores puntuales LED son ideales para la proyección enfocada o en el NIR (Infrarrojo Cercano). Más allá de las opciones del catálogo, RODER Vision ofrece asistencia técnica para la integración OEM. En la práctica, la combinación adecuada de retroiluminación, geometría y supresión de la luz ambiental convierte una escena en movimiento en una posición estable. Por eso, primero define la pieza y el modo de captura de imágenes, y luego elige el Iluminador DL adecuado. Así, la célula de «pick-and-place» consigue posiciones repetibles, mayor precisión y menos errores de recogida.

Preguntas frecuentes

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