Proyecto IkusmenA


IkusmenA - Robot movil de navegacion por vision artificial para uso industrial


Marzo 2021 - Diciembre 2021


Proyecto Subvencionado por el Dpto. de Desarrollo Económico, Sostenibilidad y Medio Ambiente del Gobierno Vasco y de la Unión Europea (FEDER)
SAERA spri

Resumen

El proyecto Ikusmen-A tiene como principal objetivo desarrollar la tecnología de un robot móvil autónomo con visión artificial integrada y capacidad de manipulación para su utilización en tareas de montaje y ensamblaje de precisión, como las realizadas en las líneas de montaje final en la industria de la automoción y manufactura.

Esta tecnología implica que el propio robot móvil escanee el área de trabajo, localice su posición, planifique la trayectoria y se guíe a través de su sistema de navegación sorteando de forma segura obstáculos, ya sean fijos o móviles, que detecta a su paso mediante cámaras de visión, con la capacidad de adaptarse a los cambios dinámicos que se puedan producir en el entorno de trabajo. Así mismo, la vision artificial,habilitada por el procesamiento de imagenes mediante redes neuronales convolucionales, permite la identificación precisa del entorno de trabajo, lo que habilita al robot a traves de su brazo manipulador para ejecutar tareas de precisión en líneas de montaje, tanto estáticas y dinámicas.

La tecnología de robot móvil autónomo con capacidad de navegación y manipulación de precision por vision artificial actualmente está en niveles bajos de madurez tecnológica y no está desplegada en la industria salvo algunas experiencias piloto basadas en prototipos. Por lo tanto, un robot movil robusto y fiable con capacidades de navegación y manipulación basadas en vision artificial supone una solución tecnológica novedosa que satisface las necesidades de la exigente industria de fabricación orientada a la filosofía "Lean manufacturing". Este desarrollo se puede considerar un Nuevo Producto ya que es una solución técnica disruptiva que habilita la automatización de las fase de montaje final de las cadenas de producción, unica fase de la fabricación de productos que actualmente se sigue realizando mediante trabajo manual en la mayoría de las industrias de automoción y de las industrias de manufactura en general.


Innovación

El nuevo producto a desarrollar en este proyecto está orientado a desarrollar una solución de automatización que permita superar la tecnología actual de las líneas de montaje final y sus limitaciones y barreras freente a la automatización. Las principales aportaciones de este nuevo producto en funcionalidad y calidad con respecto al estado de la técnica actual en las tareas de montaje final en la industria, son las siguientes:
  • Mejora de la fiabilidad de los procesos de montaje: Las tareas y procesos se ejectutan de forma confiable por los robots móviles, descargando al personal de las tareas mas tediosas, monótonas y de mas esfuerzo, y permitiendo que los recursos humanos aporten ideas y conocimiento en otras tareas de más valor añadido. La automatización de las líneas de montaje finalimplica precisión y alta repetibilidad, asegurando que el producto se fabrica con las mismas especificaciones de calidad siempre.
  • Mejora de la calidad: Las líneas de montaje manual o automáticas pueden realizar diferentes tareas para conseguir especificaciones de fabricación específicas. Sin embargo, obtener el mismo nivel de calidad de forma consistente requiere realizar las tareas y procesos con una repetibilidad específica. Los robots móviles autónomos garantizan métodos de elevada repetibilidad lo que permite garantizar los estándares de calidad definidos en las líneas de ensamblaje final de productos.
  • Ahorro costes: Para la mayoria de fabricantes, los costes de personal de las cadenas de montaje representan uno de los costes directos más elevados. La automatización de líneas de montaje mediante robots móviles autónomos permite un control estricto de los procesos y un nivel de calidad predecible y mantenido, todo ello reduciendo los costes directos. Con la robotización de líneas, el personal de cadena montaje puede reubicarse en tareas que aporten mucho más valor añadido, lo que permite a su vez mejorar la competitividad de la industria.
  • Incremento de la trazabilidad: La automatización del montaje final permite la perfecta trazabilidad de cada unidad de producto fabricado. Ante la detección de un error o defectivo, es posible la revisión de todos los procesos previos para identificar de forma precisa el origen del error e implantar medidas preventivas.
  • Mejora de la productividad: La robotización de las líneas de montaje final permite aumentar la productividad de forma notable, al incrementar velocidad de fabricación y reducción de costes, lo que incide diréctamente en la rentabilidad de la industria manufacturera y su competitividad en el mercado.
  • Mejora de la flexibilidad operativa: La automatización con robots móviles autónomosde las cadenas de ensamblaje permite adaptacionessencillas a diferentes entornos de trabajo, a los cambios en dichos entornos y al cambio de tareas. Todo ello eliminando los largos tiempos de las curvas de aprendizaje, y obviando los condicionantes de proceso como la baja ergonomía, la monotonía o el elevado esfuerzo.

Los retos tecnológicos del proyecto son los siguientes:
  • Desarrollo de sistema de visión artificial basado en cámaras RGB sencillas y económicas y procesamiento de imagenes mediante redes neuronales convolucionales y segmentación semántica.
  • Desarrollo de sistema de localización y mapeado simultáneo basado en algoritmos de arquitectura Visual SLAM para aplicación en ámbito industrial.
  • Desarrollo de sistema de planificación óptima de trayectorias (Path Planning) que permita al robot móvil definir de forma autónoma la trayectoria óptima al objetivo en función de los datos que maneja el vehículo en tiempo real, y de los datos obtenidos en situaciones experimentadas en el pasado (machine learning).
  • Desarrollo de sistema de navegación inteligente (Path following) que permita al robot móvil reaccionar frente a obstáculos e imprevistos, y navegar de forma segura e ininterrumpida hacia el objetivo en entornos de alta densidad de tránsito y obstáculos.
  • Desarrollo de sistema de manipulación por visión.
  • Desarrollo de sistema de sincronismo entre el desplazamiento del robot y el brazo manipulador para operaciones dinámicas de manipulación.
  • Integración electromecánica en el robot móvil de un sistema de manipulación basado en brazo articulado robótico con control preciso de movimiento y elevada capacidad de maniobra.


Rol de Argolabe

Argolabe Ingeniería, S.L. se encarga de gestionar el proyecto, realizar y coordinar el trabajo de desarrollo con la Universidad

Socio lider del proyecto:


SAERA Argolabe

Socios y colaboradores:


UPV EHU Argolabe   

Subvencionado por:

Programa Hazitek 2021: Dpto. de Desarrollo Económico, Sostenibilidad y Medio Ambiente del Gobierno Vasco y de la Unión Europea (FEDER)
proyecto SAERA