Le bin picking — faire en sorte qu’un robot extraie de manière fiable des pièces d’une caisse orientée aléatoirement — est l’un des problèmes les plus anciens de l’automatisation industrielle. La technologie a enfin rattrapé son retard : avec une caméra moderne, un éclairage structuré adapté et un modèle deep learning de pose de préhension, le bin picking n’est plus de la R&D. Mais la bonne approche varie beaucoup selon la géométrie des pièces et l’état de la caisse.
Bin picking 2D
Le bin picking 2D utilise une seule caméra industrielle placée au-dessus de la caisse pour identifier les pièces et calculer les poses de préhension dans le plan de surface de la caisse. C’est le bon choix lorsque :
- Les pièces reposent à plat avec un empilement limité
- La caisse est peu profonde et bien éclairée
- L’orientation de la pièce dans l’axe Z de la caméra est bien définie
- Le temps de cycle est prioritaire et la reconstruction 3D ajouterait une latence indésirable
Une caméra à balayage de zone Sony GigE-Vision (la famille XCG-CG510 est un choix fréquent) associée à Retina A.I. couvre le bin picking 2D pour la plupart des cas de pièces plates ou semi-empilées.
Bin picking 3D
Le bin picking 3D ajoute l’information de profondeur — via une paire de caméras stéréo, un projecteur de lumière structurée plus caméra, ou un capteur time-of-flight. Requis lorsque :
- Les pièces sont empilées ou orientées aléatoirement selon trois axes
- La caisse est profonde et les pièces se masquent mutuellement
- La pose de préhension dépend de l’orientation 6-DOF complète de la pièce
- L’évitement de collision avec les parois de la caisse ou les autres pièces compte
Pour le bin picking 3D, 3HLE associe typiquement une caméra industrielle Sony à un projecteur de lumière structurée ou au capteur LiDAR compact Sony AS-DT1. Le choix de la caméra de profondeur conditionne le temps de cycle et la précision atteignables.
Lumière structurée vs ToF vs stéréo
La lumière structurée projette un motif connu (franges sinusoïdales, grilles de points ou bandes codées) sur la caisse et reconstruit la profondeur à partir de la déformation. Précision maximale (~50 µm typique), fonctionne sur la plupart des surfaces, temps de cycle le plus lent (~1 seconde par scan).
Le time-of-flight (ToF) mesure la profondeur à partir du temps de retour d’une impulsion lumineuse. Le plus rapide (~30 FPS), précision moindre (~1–3 mm), problématique sur surfaces réfléchissantes ou transparentes.
Le stéréo utilise deux caméras et la triangulation. Intermédiaire en précision et vitesse ; fonctionne bien dans les scènes texturées, moins bien sur les surfaces sans relief.
Le côté cobot de l’équation
Le bin picking est presque toujours associé à un cobot UR (nous utilisons typiquement UR5e ou UR10e pour des charges utiles moyennes) plus un préhenseur OnRobot ou conçu par 3HLE, adapté à la géométrie de la pièce. Le planificateur de préhension doit connaître l’enveloppe de collision du préhenseur et le dégagement dans la caisse.
Quoi apporter au scoping de faisabilité
- Une poignée de pièces représentatives
- Une photo ou un croquis de la caisse (taille, profondeur, matériau)
- Objectif de temps de cycle par pièce
- Hand-off aval (orientation de dépose, regrasping, station de montage)
À partir de là, nous arrivons généralement à cibler la bonne approche 2D-vs-3D et le bon capteur en une heure d’échange. Les cellules de bin picking que nous avons livrées, avec leurs temps de cycle et taux de prise associés, figurent dans le portfolio projets.