
Nosso Desafio de Robótica para automação de montagem de chicotes elétricos acabou! Após o período de processamento ter durado até 14 de março de 2024, a avaliação das soluções ocorreu no final de março. Para isso, foram realizadas sessões de avaliação separadas, nas quais os 8 participantes apresentaram suas soluções ao nosso júri de especialistas.
Os participantes do desafio se apresentaram e apresentaram seus demonstradores de forma muito profissional em vídeos curtos. A diversidade de abordagens para resolver o problema já era evidente aqui, o que também foi muito emocionante de ver para os especialistas. E assim o júri também conduziu rodadas intensivas de avaliação para selecionar as melhores soluções.
As soluções foram apresentadas no Wire Harness Innovation Forum em 11 de abril de 2024 em Stuttgart, onde todos os participantes mostraram seus demonstradores. À tarde, foram entregues os prêmios em diversas categorias:
Abaixo compilamos e documentamos os resultados do desafio de robótica de todos os participantes. Além da descrição textual das respectivas soluções, há também os vídeos dos resultados que fizeram parte das sessões de avaliação com o júri. Divirta-se assistindo aos vídeos.
A ArtiMinds Robotics, sediada em Karlsruhe, oferece soluções de software inovadoras e serviços de engenharia para aplicações robóticas avançadas. O software ArtiMinds RPS permite o uso de robôs de forma econômica, rápida e robusta em novas áreas de aplicação. A empresa já recebeu inúmeras bolsas e prêmios por esse desenvolvimento. Hoje, robôs programados com RPS são usados em vários setores e empresas de todos os tamanhos usam a ferramenta de programação. O portfólio é complementado pela ferramenta de análise LAR, que fornece insights detalhados sobre processos de automação assistida por robôs e, assim, permite otimização contínua. Além disso, os especialistas em robótica da ArtiMinds oferecem serviços de engenharia personalizados para dar suporte a empresas de manufatura e integradores de sistemas na implementação de soluções de automação sofisticadas.
O conceito apresentado pela ArtiMinds oferece uma solução de automação flexível e industrialmente robusta que se baseia no uso de hardware padrão (robôs, câmeras, garras e sensores de força-torque) e software que já foram comprovados na produção em série e estão diretamente disponíveis no mercado. Os produtos de software internos ArtiMinds Robot Programming Suite (RPS) e ArtiMinds Learning & Analytics for Robots (LAR) garantem uma combinação suave dos componentes individuais para formar uma célula de produção robusta. Apesar da complexidade dos subprocessos individuais e das tolerâncias que precisam ser compensadas, a montagem flexível do cabo é obtida com um tempo de ciclo médio de menos de 6 segundos por processo de plug-in.
A solução pode ser projetada para diferentes variantes de produtos e pode ser reconfigurada de forma econômica. O núcleo é o código do programa nativo gerado pelo ArtiMinds RPS, que é executado diretamente no controlador do robô. Isso significa que os programas de robôs podem ser perfeitamente integrados aos padrões e fluxos de trabalho existentes.
Para mais informações sobre a ArtiMinds Robotics, visite: https://www.artiminds.com/de/

A Cellios é uma empresa jovem que tem suas raízes na Fraunhofer IPA e conta com o apoio da EXIST em sua fundação. Eles estabeleceram a meta de fortalecer os locais de produção na Europa e aliviar os funcionários do trabalho monótono. Juntos, queremos mudar a maneira como trabalhamos e produzimos. Isto é alcançado por meio de uma solução de automação flexível. Como integradora de sistemas, a Cellios oferece aos seus clientes uma solução completa pronta para uso – desde hardware e software até integração e suporte.
O conceito apresentado pela Cellios para o Desafio de Robótica inclui uma solução de sistema integrado que combina os pontos fortes do controle de força tátil e da visão visual. O Cellios usa duas câmeras. Uma câmera é usada para separar componentes usando o software Merlic, que é baseado no processo de correspondência. A outra câmera permite um posicionamento preciso na faixa submilimétrica e determina a orientação do contato. Uma estação de reposicionamento orienta o cabo. Ao conectar, as forças são reguladas e monitoradas. Isso permite que o sistema configure facilmente novos tipos de contato: a parametrização em vez da programação é o mantra. A combinação de processamento de imagem e controle de força resulta em tempos de ciclo mais curtos e execução de processo robusta. Graças à padronização flexível e ao software inovador, os requisitos individuais dos clientes podem ser atendidos sem grandes ajustes. A solução já está sendo usada com sucesso na montagem de cabos planos e atende a uma ampla gama de aplicações em montagem e produção de cabos. A flexibilidade do sistema permite a conexão de diversas máquinas de processamento de cabos, resultando em uma solução versátil. Portanto, a Cellios também é capaz de atender às necessidades futuras.
Mais informações sobre a Fraunhofer IPA podem ser encontradas em: https://www.ipa.fraunhofer.de/

A Micropsi Industries é especializada em software de visão de IA para robôs industriais e está na vanguarda desse setor de tecnologia com seu produto MIRAI. O MIRAI permite que robôs aprendam com dados de treinamento e se adaptem a variações em tempo real. Essa inovação permite operações mais eficientes e robustas em ambientes de fábrica dinâmicos.
Dada a complexidade envolvida na integração de tecnologias avançadas, a Micropsi oferece não apenas uma solução de software de última geração, mas também a ampla experiência de suas equipes de serviço e parceiros de integração de sistemas. Essas equipes especializadas trabalham em estreita colaboração com os clientes para garantir que cada solução seja perfeitamente integrada aos seus processos. Com unidades em Berlim e São Francisco, a Micropsi se esforça para expandir as possibilidades da automação industrial.
O conceito para o Desafio de Robótica apresentado pela Micropsi Industries e Fanuc Alemanha é baseado no software de visão de IA MIRAI da Micropsi como um componente central da estratégia de solução. Ao usar o MIRAI, não é necessário construir suportes ou montagens fixas para resolver a tarefa do desafio de robótica. O MIRAI permite segurar tanto o conector quanto os cabos individuais em uma superfície plana e inseri-los corretamente no alojamento ou conector. Ao usar o MIRAI é possível reduzir o uso de hardware ao mínimo. Um suporte de câmera impresso em 3D e garras impressas em 3D são os únicos componentes fabricados especificamente para esta aplicação. Todas as outras peças, como a pinça ou o sensor de força-torque, são componentes padrão e podem ser adquiridos. A Micropsi Industries implementou sua solução com o robô colaborativo Fanuc CRX 10iA. Para aproveitar esse robô, eles apresentaram uma solução colaborativa que não requer nenhum dispositivo de segurança adicional.
Para mais informações sobre a Micropsi Industries, visite: https://www.micropsi-industries.com/de

O Centro de Robótica (CERI) é um instituto da Universidade Técnica de Würzburg-Schweinfurt (THWS) que realiza ensino e pesquisa orientada à aplicação no campo da robótica moderna. O CERI realiza pesquisas sobre sistemas robóticos inteligentes, que estão se tornando cada vez mais presentes não apenas na indústria, mas também em espaços públicos. No contexto da “Fábrica Inteligente”, estão sendo realizados projetos pioneiros nas áreas de locais de trabalho assistidos por robôs do futuro e intralogística.
O conceito apresentado pelo THWS combina várias abordagens tecnológicas de processamento de imagens de câmeras tradicionais com inteligência artificial e usa o sensor de força-torque do cobot como um sensor adicional.
O THWS dividiu as tarefas do desafio em dois subproblemas:
1) Segurar e inserir corretamente o soquete no suporte e
2) Detecção e correção da orientação do cabo.
A translação e rotação exatas do soquete no espaço são determinadas pela detecção de bordas e um algoritmo de perspectiva-n-pontos baseado em imagens de referência. O robô ajusta sua posição de pegada adequadamente e coloca o soquete com segurança no suporte. Um design individual do dedo da pinça oferece suporte ao alinhamento correto da bucha na pinça.
A orientação de cada cabo é então determinada usando imagens de câmera e uma combinação de inteligência artificial e regras de transformação matemática. O robô então corrige a posição de inserção do cabo e o coloca no slot designado. Usando o sensor de força-torque do robô, pequenos desvios durante o posicionamento podem ser corrigidos e a posição final do cabo no conector pode ser determinada.
Todo o processo é projetado dinamicamente para que o sistema robótico detecte erros de forma independente e reaja adequadamente. Por exemplo, o sistema separa cabos muito tortos cuja posição o robô não conseguiu corrigir ou usa uma câmera para verificar se os cabos foram escondidos no slot correto.
Mais informações sobre o CERI na Universidade de Ciências Aplicadas de Würzburg-Schweinfurt podem ser encontradas em: https://robotik.thws.de/forschung/forschungsfelder/

A KUKA é um grupo internacional de automação com um faturamento de cerca de 4 bilhões de euros e cerca de 15.000 funcionários. A sede da empresa fica em Augsburg. Como um dos principais fornecedores mundiais de soluções de automação inteligente, a KUKA oferece aos seus clientes tudo de uma única fonte. De robôs a células, sistemas totalmente automatizados e suas redes – especialmente em mercados como o automotivo, com foco em mobilidade elétrica e baterias, eletrônicos, metal e plástico, bens de consumo, indústria em geral, comércio eletrônico, varejo e saúde.
O conceito apresentado pela KUKA para o Desafio de Robótica inclui um processo automatizado para montagem de conectores no qual o manuseio dos componentes é realizado por um robô leve KUKA LBR iiwa, que é equipado com três garras para os respectivos componentes: alojamento do soquete, fio azul e fio preto.
Primeiro, os contatos de crimpagem dos fios são pré-posicionados na posição correta, enquanto o alojamento do soquete é colocado em uma placa de luz de fundo. Uma câmera Cognex identifica o alojamento do soquete e transmite sua posição ao robô. Isso prende o alojamento com uma pinça passiva, que segura a peça de trabalho com segurança por meio de engate friccional. O robô então insere o alojamento do soquete em um suporte correspondente, comparando as posições TCP alvo e real para verificar se a posição de junção final foi alcançada.
O robô então pega o fio azul com uma pinça elétrica de dois dedos e guia o contato de crimpagem na frente de outra câmera Cognex. Isso verifica se há torção no contato e transmite valores de correção para o robô. Usando esses valores, o robô insere o contato de crimpagem no alojamento do soquete, ao mesmo tempo em que monitora a posição de acoplamento e realiza um teste de tração para garantir que tanto o alojamento do soquete quanto o contato de crimpagem estejam devidamente encaixados. Etapas semelhantes são realizadas para mais dois fios pretos, incluindo coleta, medição, junção e teste.
Para mais informações sobre a KUKA, visite: https://www.kuka.com/

O Instituto de Engenharia de Controle de Máquinas-Ferramentas e Sistemas de Fabricação (ISW) da Universidade de Stuttgart é um dos principais institutos de pesquisa na área de engenharia de controle. Ele se concentra em pesquisas interdisciplinares em tecnologias de produção e automação e abrange uma ampla gama de áreas de aplicação, incluindo o desenvolvimento e a aplicação de métodos de controle e auxiliados por computador para resolver tarefas de automação. As principais áreas de pesquisa incluem controle de acionamento, engenharia, comunicação e produção virtual. O ISW está igualmente comprometido com a pesquisa básica e o desenvolvimento orientado à aplicação e mantém uma cooperação estreita com patrocinadores públicos e com a indústria.
A participação do ISW no Robotics Challenge foi realizada dentro do projeto RoboCable do InnovationsCampus Mobility of the Future. Neste projeto, o ISW está trabalhando em novos métodos de IA para manipulação assistida por robôs de componentes flexíveis.
Mais informações sobre o ISW da Universidade de Stuttgart podem ser encontradas em: https://www.isw.uni-stuttgart.de/

A Inores GmbH é uma empresa de tecnologia especializada no desenvolvimento e aplicação de soluções de automação e sistemas de garantia de qualidade. A empresa foi fundada na Suíça em 2011 e se concentra principalmente em tecnologias de coleta de lixo para aplicações industriais. A Inores oferece soluções abrangentes que vão desde a automação simples até sistemas complexos de garantia de qualidade. Este portfólio foi combinado com a inserção automatizada de componentes flexíveis no Desafio de Robótica.
Mais informações sobre a Inores GmbH podem ser encontradas em: https://www.inores.ch/

A TruPhysics oferece uma plataforma para robótica inteligente e automação na qual os usuários podem montar sua solução individual a partir de mais de 100 módulos de hardware, eletrônicos e software e operá-la com o sistema operacional de robôs desenvolvido por eles mesmos, TruOS. Para setores que vão desde aeroespacial até logística e manufatura e saúde, a empresa oferece soluções holísticas para intralogística, fornecimento de materiais e processos de produção e montagem com seus produtos de hardware, como robôs móveis, complementos AMR e extensões de espaço de trabalho para cobots. O resultado são soluções completas e perfeitamente adaptadas às necessidades dos clientes.
Para mais informações sobre o TruPhysics, visite: https://www.truphysics.com/
