Es posible que algún día los coches vuelen, o que se deslicen sin contacto sobre el suelo generando un campo magnético que sea repelido por el gran imán tierra (¿habría coches para el hemisferio norte y para el sur? …seguramente tendrían un interruptor de “cambio de polaridad”. Pero ¿qué dices? Usarían la localización GPS para conmutar las polaridades) … elucubraciones mentales, diré, evitando lo coloquial.
Muchos son los avances al respecto, pero mientras tanto, se desplazan haciendo uso de unas piezas con forma circular inventadas hace miles de años.
Trataré de buscar sentido más adelante, a esta aparente inconexa introducción.
La automatización del embalaje de productos es sin duda uno de los campos de aplicación de la robótica en general, y una de las variantes, es el uso de los robots colaborativos.
Desde PROBOTEC así lo hemos entendido, y el resultado es nuestro “PalPro”, una solución completa y sencilla basada en robustos fundamentos.
Haremos un breve recorrido por alguno de los puentes que hemos ido cruzando.
Distribución de elementos – Mosaicos
Una de las tareas a realizar previa a la paletización es determinar la colocación de los elementos sobre el palé, en base, principalmente, a la optimización del volumen final, aunque hay otros aspectos a tener en cuenta como puede ser la estabilidad del conjunto. Para ello resulta habitual distribuir los elementos en capas alternativamente diferentes y opcionalmente, intercalar entre ellas algún elemento separador. ¿Cuál es la colocación óptima?
El embalaje en contenedores es un problema de optimización, en el que artículos de diferentes tamaños deben ubicarse en un número finito de contenedores, cada uno de una capacidad determinada fija, de manera que se minimice el número de ellos a utilizar.
Computacionalmente hablando, el problema es del tipo NP-Hard, y el problema de decisión correspondiente (decidir si los elementos pueden caber en un número específico de contenedores) es NP-complete.
A pesar de su dificultad, en el peor de los casos, se pueden producir soluciones óptimas para instancias muy grandes con algoritmos sofisticados. Existen muchos algoritmos de aproximación. Por ejemplo, el primer algoritmo de ajuste proporciona una solución rápida, pero a menudo no óptima, que consiste en colocar cada artículo en el primer espacio en el que encaje. Requiere Θ (n log n) veces, donde n es el número de artículos a embalar. El algoritmo se puede hacer mucho más efectivo clasificando primero la lista de elementos en orden decreciente (a veces conocido como el algoritmo decreciente de primer ajuste), aunque esto todavía no garantiza una solución óptima, y para listas más largas puede aumentar el tiempo de ejecución del algoritmo. Se sabe, sin embargo, que siempre existe al menos un ordenamiento de elementos que permite el primer ajuste para producir una solución óptima.
Hay muchas variaciones de este problema, como empaque 2D, empaque lineal, empaque por peso, empaque por costo, etc.
Una variante del embalaje en contenedores que ocurre en la práctica es cuando los artículos pueden compartir espacio cuando se empacan en un contenedor. Específicamente, un conjunto de artículos podría ocupar menos espacio cuando se empacan juntos que la suma de sus tamaños individuales. Esta variante se conoce como empaquetado de VM, ya que cuando las máquinas virtuales (VM) se empaquetan en un servidor, su requisito de memoria total podría disminuir debido a las páginas compartidas por las VM que solo necesitan almacenarse una vez. Si los artículos pueden compartir espacio de forma arbitraria, el problema del embalaje en contenedores es difícil incluso de aproximarse. Sin embargo, si el espacio compartido se ajusta a una jerarquía, como es el caso de la memoria compartida en máquinas virtuales, el problema del empaquetamiento en contenedores se puede aproximar de manera eficiente.
PalPro facilita la configuración de mosaicos ofreciendo diferentes distribuciones de elementos por capa a elegir.
Arquitectura hardware optimizada – PalProPC+HMI
Aunque la consola de programación de un robot, o un HMI convencional, pueden ser utilizados como interfaz para la configuración de mosaicos (introducir medidas de cajas, editar distribución de capas, seleccionar orden de apilado, etc.) es indudable que dicha tarea es más propia de un ordenador personal, con la comodidad del uso de un ratón y teclado convencionales. PalPro cuenta con un PC con pantalla táctil que cumple una doble función: Crear y editar las distintas distribuciones e interfaz HMI para la explotación de la célula. (La ejecución del software de configuración PlaPro puede realizarse en cualquier otro PC, en oficina, por ej. y trasferir posteriormente el resultado a la célula)
Una vez seleccionado el Job a realizar, la información necesaria es traspasada al PLC que toma el control y se ocupa de indicarle al robot las trayectorias a ejecutar en cada momento: De dónde y qué elemento ha de coger, y donde debe depositarlo.
A partir de ese momento, el PC pasa a cumplir las funciones de HMI como se citaba anteriormente.
PalPro, una solución redonda
Admito que no hemos inventado la rueda (porque ya estaba…) pero hemos eliminado cualquier atisbo de cuadratura, optimizando recursos, sin utilizar cañones y disponemos de una solución propietaria, escalable y 100% bajo nuestro control.
Manuel Juíz, Desarrollo de Producto PROBOTEC.
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