Desarrollo de aplicaciones industriales con robots colaborativos utilizando el middleware de control de robots Robot Operating System

Abstract

[ES] Este proyecto consiste en la realización de una aplicación para un robot colaborativo mediante la utilización del software de control Robot Operating System (ROS). El presente documento cuenta con diversas partes: en primer lugar, se hace una introducción teórica en la que se explica en qué consiste la robótica colaborativa. Posteriormente, se comentan los distintos métodos de programación para el robot UR3 que se va a utilizar con el fin de realizar una comparativa y justificar la utilización de ROS. A continuación, se entra en detalles sobre MoveIt!, el complemento de ROS en concreto que se utilizará para la creación de las aplicaciones que forman este proyecto, su funcionamiento y los elementos que lo conforman. Después, se explican a nivel teórico cómo funcionan los modelos en ROS y, por último, se explican brevemente los conceptos de visión artificial utilizados dentro de las aplicaciones creadas. En segundo lugar, se realiza el desarrollo práctico del proyecto. Éste empieza con un desglose del material que se ha utilizado, y los distintos paquetes de ROS que ya existían y que se han utilizado. Posteriormente se entra a explicar las modificaciones que se tuvieron que llevar a cabo en el modelo para que se correspondiera con el robot real, y ya se entra en lo que son las aplicaciones realizadas: la primera sería la que define el entorno, después se entra en los programas de manejo de la cámara y la definición del objeto en movimiento, y, por último, los programas para configurar el movimiento del robot que permiten la evasión de los obstáculos definidos. También se añaden unas conclusiones para cerrar el documento y se adjunta una bibliografía con las fuentes de la información utilizadas. Por último, se incorpora un manual de instalación y recomendaciones de uso de las distintas aplicaciones creadas.

[CA] Aquest projecte consisteix en la realització d’una aplicació per a un robot col·laboratiu mitjançant la utilització del software de control Robot Operating System (ROS). El present document consisteix de diverses parts: primerament, es fa una introducció teórica en la que s’explica en què consisteix la robòtica col·laborativa. Posteriorment, es comenten els distints mètodes de programació per al robot UR3 que es va a utilizar amb el fi de realitzar una comparativa i justificar la utilizació de ROS. A continuació, se entra en detalls sobre MoveIt!, el complement de ROS que es va a utilizar per al desenvolupament de les aplicacions que formen aquest projecte, el seu funcionament i els elements que el conformen. Després, s’expliquen a nivell teòric com funcionen els models dins de ROS, i, per acabar, s’expliquen breument els conceptes de visió artificial utilitzats dins de les aplicacions creades. En segon lloc, es realitza el desenvolupament pràctic del projecte. Comença en un desglossament del material emprat, i els distints paquets de ROS que existien previament i que s’han utilitzat. Posteriorment s’entra a explicar les modificacions que s’hagueren de fer al model per adaptar-ho al robot real, i ja s’entra en les aplicacions creades: la primer d’elles seria la que definix l’entorn, després es parla dels programes de utilització de la càmera i la definició del objecte que es mou, i, per últim, els programes per a configurar el moviment del robot que permeten l’evació dels obstacles definits. També s’afegixen unes conclusions per a tancar el document i s’adjunta una bibliografía en les fonts d’informació utilitzades. Per últim, s’incorpora un manual d’instal·lació i recomendacións d’us de les distintes aplicacions creades.

[EN] This project consists of the completion of an application for a collaborative robot using the control software Robot Operating System (ROS). The present document consists of different parts: firstly, a theoretical introduction is made. This explains what collaborative robots are and what can be done with them. After this, there is an explanation of the different programming methods that can be used on the robot UR3 that is used for this project. This is done so the methods can be compared and the utilization of ROS is justified. Then, MoveIt!, the ROS complement that is used for the applications created for this project, is explained alongside its elements and how it works. Afterwards, there is a theoretical explanation on how ROS models work, and finally, the artificial vision concepts used for the created applications are discussed. Secondly, a practical report of the project is given. This begins with a list of the materials used and the different ROS packages that already existed and were used. Then, the modifications made to the original model, in order for it to look like the real model, are discussed, and after that, the different programs that were created are explained. These are; the program that allows you to define the robot’s environment, the camera programs, and the app that creates the moving object in the environment, and lastly, the programs that allow the configuration of the movement of the robot and allow for obstacle avoidance. Also, conclusions to close the document and a bibliography that contains all the sources used are added. To finish with this document, there is an installation manual and some recommendations in order to use the different created programs.