Diseño, desarrollo y programación de un brazo robot de 6 grados de libertad. Utilización en aplicaciones de pick&place

Abstract

[ES] En este proyecto de fin de grado se va a diseñar en 3D, imprimir y montar un brazo robótico de 6 grados de libertad que tiene una longitud de 50 cm estirado. El brazo utiliza servomotores controlados con un módulo PCA9685. La configuración del robot es angular. A su vez se diseña una cinta transportadora que dispone de una cámara y un sensor infrarrojo el cual detecta la pieza. A través de la cinta circula una pequeña pieza. El sensor detecta la posición de la pieza y cuando está centrada en el plano de la cámara, para la cinta y realiza una fotografía. Se hace un preprocesado de la imagen y se obtienen las características de la pieza (orientación y centro de masas). Finalmente, la cinta avanza para que el brazo robótico la coja y la deposite en el lugar que corresponda según el tipo de pieza (rectangular o cuadrada). Se usa para la cámara un ESP32cam y para el microcontrolador un ESP32. Se utiliza Arduino para el entorno de desarrollo, MATLAB para realizar cálculos y pruebas de funcionamiento y SolidWorks para diseñar las piezas en 3D. En cuanto al lenguaje de programación es C++ para Arduino y lenguaje M para MATLAB.

[CA] Aquest projecte de fi de grau tracta de dissenyar en 3D, imprimir i muntar un braç robòtic de 6 graus de llibertat que té una longitud de50cm estirat. El braç utilitza servomotors controlats amb un mòdul PCA9685. La configuració del robot és angular. També es dissenya una cinta transportadora que disposa d'una camera i un sensor infraroig el qual detecta la peça. A través de la cinta circula una xicoteta peça. El sensor detecta la posició de la peça i quan està centrada en el pla de la camera, para la cinta per a realitzar una fotografia. Es fa un preprocessat de la imatge i s'obtenen les característiques de la peça (orientació i centre de masses). Posteriorment la cinta avança perquè, finalment, el braç robòtic la coixa i la deposite en el llocque corresponga segons el tipus de peça (rectangular o quadrada). S'usa per a la camera un ESP32cam i per al microcontrolador un ESP32. S’utilitza Arduino pera l'entorn de desenrotllament, MATLAB per a realitzar cálculs i proves de funcionament i SolidWorks per a dissenyar les peces en 3D. Quant al llenguatge de programació és C++ per a Arduino i llenguatge M per a MATLAB.

[EN] This end-of-degree project is about 3D designing, printing, and mounting a 6-degree-of-freedom robotic arm that has a length of about 50 cm stretched. The arm uses servo motors controlled with a PCA9685 module. The robot configuration is angular. Also, a conveyor belt is designed that has a camera and an infrared sensor which detects the piece. A small piece runs through the tape. The sensor detects the position of the part and when it is centered in the plane of the camera, stops the tape to take a photograph. The image is preprocessed and the characteristics of the piece (orientation and center of mass) are obtained. Later the tape advances so that, finally, the robotic arm takes it and deposits it in the corresponding place according to the type of piece (rectangular or square). An ESP32cam is used for the camera and an ESP32 for the microcontroller. I use Arduino for the development environment and MATLAB to perform calculations and test runs. To design the 3D parts, I use SolidWorks. As for the programming language, it is C++ for Arduino and M language for MATLAB.