Diseño y simulación de aplicaciones robotizadas mediante ROBODK. Desarrollo de una célula industrial de mecanizado, control de calidad basado en visión artificial y empaquetado

Abstract

[ES] La evolución actual de nuevas tecnologías y la reducción de los costes de fabricación va a hacer posible que, en un futuro próximo, se puedan desarrollar productos para cualquier tipo de necesidad y además con un alto grado de personalización. Esto será posible gracias a la automatización de las fábricas y procesos industriales. Además, la inclusión de la robótica en estos procesos va a permitir aumentar la productividad, reducir los costes de producción y reducir el riesgo para los operarios. En este Trabajo Fin de Máster se va a llevar a cabo el diseño y la simulación de una célula automatizada basada en el uso de robots. Para ello, se va a hacer uso de RoboDK, que es un software muy potente que permite, a diferencia de otros softwares de simulación conocidos como RobotStudio o KUKASIM, simular cualquier tipo de robot gracias a su librería con más de 500 robots diferentes de las principales marcas que lideran el sector. Con RoboDK y su programación fuera de línea, es posible programar los robots fuera del entorno de producción y programarlos directamente desde cualquier ordenador, eliminando los tiempos de actividad de la producción debidos a las paradas de programación de los robots. La propuesta de célula robotizada de este Trabajo Fin de Máster es una célula compuesta por tres robots (ABB IRB140, UR3 y UR3e) y diferente equipamiento como sistemas de visión, cintas transportadoras, elementos finales para los robots, etc. Con todo ello se va a simular una aplicación de mecanizado, control de calidad y empaquetado automático. Cuando se haya validado la simulación en RoboDK, se procederá al desarrollo de la aplicación en la célula robótica real situada en el Laboratorio de Robótica del Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática. Para el desarrollo de la célula real cabe destacar que RoboDK cuenta con la capacidad de exportar los programas desarrollados a cualquier tipo de robot sin necesidad de conocer el lenguaje de programación de dicho robot, gracias a los más de 70 post-procesadores que incluye. Por lo tanto, para la realización de este Trabajo Fin de Máster se van a aplicar conocimientos relacionados con la programación de robots de una célula robotizada con tres robots sincronizados haciendo el uso de software RoboDK, conocimientos de visión artificial para realizar un control de calidad adecuado, conocimientos sobre comunicaciones TCP/IP para la comunicación entre el robot y la cámara, y la transferencia y ejecución de los programas realizados mediante RoboDK a los robots reales del laboratorio.

[EN] The current evolution of new technologies and the reduction of manufacturing costs will make it possible soon, to develop products for any type of need and with a high degree of customization. This will be possible thanks to the automation of factories and industrial processes. Moreover, the inclusion of robotics in these processes will increase productivity, reduce production costs, and reduce the risk for operators. In this master¿s Thesis, the design and simulation of an automated cell based on the use of robots will be carried out. For this purpose, RoboDK will be used, which is a very powerful software that allows, unlike other well-known simulation software such as RobotStudio or KUKASIM, to simulate any type of robot thanks to its library with more than 500 different robots of the main brands that lead the sector. With RoboDK and its offline programming, it is possible to program robots outside the production environment and program them directly from any computer, removing production downtime due to robot programming stoppages. The robotic cell proposal of this master¿s Thesis is a cell composed of three robots (ABB IRB140, UR3 and UR3e) and different equipment such as vision systems, conveyor belts, final elements for the robots, etc. All this will be used to simulate a machining, quality control and automatic packaging application. Once the simulation has been validated in RoboDK, the application will be developed in the real robotic cell located in the Robotics Laboratory of the Dept. of Systems Engineering and Automatics. For the development of the real cell, it should be noted that RoboDK can export the programs developed to any type of robot without the need to know the programming language of the robot, thanks to the more than 70 post-processors included. Therefore, in order to carry out this master¿s Thesis, knowledge related to robot programming of a robotic cell with three synchronized robots using RoboDK software, knowledge of artificial vision to carry out adequate quality control, knowledge of TCP/IP communications for communication between the robot and the camera, and the transfer and execution of the programs carried out using RoboDK to the real robots in the laboratory will be applied.

[CA] L'evolució actual de noves tecnologies i la reducció dels costos de fabricació farà possible que, en un futur pròxim, es puguen desenvolupar productes per a qualsevol mena de necessitat i a més amb un alt grau de personalització. Això serà possible gràcies a l'automatització de les fàbriques i processos industrials. A més, la inclusió de la robòtica en aquests processos permetrà augmentar la productivitat, reduir els costos de producció i reduir el risc per als operaris. En aquest Treball Fi de Màster es durà a terme el disseny i la simulació d'una cèl·lula automatitzada basada en l'ús de robots. Per a això, es farà ús de RoboDK, que és un programa molt potent que permet, a diferència d'altres programes de simulació coneguts com RobotStudio o KUKASIM, simular qualsevol tipus de robot gràcies a la seua llibreria amb més de 500 robots diferents de les principals marques que lideren el sector. Amb RoboDK i la seua programació fora de línia, és possible programar els robots fora de l'entorn de producció i programar-los directament des de qualsevol ordinador, eliminant els temps d'activitat de la producció deguts a les parades de programació dels robots. La proposta de cèl·lula robotitzada d'aquest Treball Fi de Màster és una cèl·lula composta per tres robots (ABB IRB140, UR3 i UR3e) i diferent equipament com a sistemes de visió, cintes transportadores, elements finals per als robots, etc. Amb tot això se simularà una aplicació de mecanitzat, control de qualitat i empaquetat automàtic. Quan s'haja validat la simulació en RoboDK, es procedirà al desenvolupament de l'aplicació en la cèl·lula robòtica real situada en el Laboratori de Robòtica del Dpto. d'Enginyeria de Sistemes i Automàtica. Per al desenvolupament de la cèl·lula real cal destacar que RoboDK compta amb la capacitat d'exportar els programes desenvolupats a qualsevol mena de robot sense necessitat de conéixer el llenguatge de programació d'aquest robot, gràcies als més de 70 post-processadors que inclou. Per tant, per a la realització d'aquest Treball Fi de Màster s'aplicaran coneixements relacionats amb la programació de robots d'una cèl·lula robotitzada amb tres robots sincronitzats fent l'ús de programari RoboDK, coneixements de visió artificial per a realitzar un control de qualitat adequat, coneixements sobre comunicacions TCP/IP per a la comunicació entre el robot i la cambra, i la transferència i execució dels programes realitzats mitjançant RoboDK als robots reals del laboratori.