Clasificador de piezas de madera utilizando un sistema industrial

Abstract

[ES] Hoy en día en el ámbito industrial existe una gran cantidad de aplicaciones que emplean un conjunto de robot y sistema de visión artificial. La unión de estos permite hacer el proceso de fabricación simple y rápido, pero el sistema de control de estos o bien es fijo o está en la indústria para los operarios. Pero poco a poco se está abriendo paso un nuevo movimiento industrial llamado Industria 4.0, que puede llegar a revolucionar la forma en la que se trabaja en las indústrias. Este movimiento busca una mayor adaptabilidad a necesidades y un mejor empleo de recursos, además de mejorar la conexión entre los elementos productivos. En este trabajo se pretende acercar el concepto de Industria 4.0 a un sistema que combina robótica y visión artificial, empleando una estructura modular y acercando el concepto de industria al cliente final. Para esto se plantean cuatro partes diferentes: - Brazo robot controlado por el FlexPendant y conectado mediante socket TCP/IP a un ordenador remoto en el mismo lugar de trabajo. - Ordenador en el lugar de trabajo, que se encarga de controlar el robot y de adquirir las imágenes para su procesado, guardando todo en una unidad de red. - Unidad de red, almacena las órdenes enviadas al robot y la imagen a analizar, y tiene el programa principal almacenado en ella para poder ejecutarlo remotamente. - Programa principal, ejecutado desde cualquier ordenador personal y conectado con la unidad de red, que procesa la imagen y según las instrucciones del usuario guarda la siguiente órden en la unidad de red. El objetivo final de este trabajo es tramitar pedidos de muebles personalizados, desde el cortado de las piezas hasta el empaquetado, ofreciendo al usuario el control y la información de todos estos puntos en un solo programa. Mediante diferente software y con la conexión modular del sistema, han sido programados todos los elementos para llevar a cabo el objetivo de forma coordinada y analizando una gran cantidad de datos, pero manteniendo la esencia modular del sistema, ya que se podría cambiar el hardware y mediante pequeños cambios volver a tener el sistema a punto. Finalmente se puso a prueba todo el proceso unido, consiguiendo la clasificación de las piezas por muebles incluso estando solapadas o montadas una encima de otra, y pudiendo visualizar claramente el proceso desde la interfaz.

[CA] Hui dia a l'àmbit industrial existeix una gran quantitat d'aplicacions que gasten un conjunt de robot i sistema de visió artificial. L'unió d'aquestos permet fer el procés de fabricació simple i ràpid, però el sistema de control d'aquestos o bé es fixe o bé està a la indústria per als operaris. Però a poc a poc s'està obrint pas un nou moviment industrial anomenat Indústria 4.0, que por arribar a revolucionar la forma en la que es treballa a les indústries. Aquest moviment busca una major adaptabilitat a les necessitats i un millor ús dels recursos, a més de millorar la connexió entre els elements productius. En aquest treball es pretén apropar el concepte de Indústria 4.0 a un sistema que combina robòtica i visió artificial, gastant una estructura modular i apropant el concepte de indústria al client final. Per a això es plantegen quatre parts diferents: - Braç robot control.lat pel FlexPendant i connectat mitjançant socket TCP/IP a un ordinador remot al mateix lloc de treball. - Ordinador en el lloc de treball, que s'encarrega de control.lar el robot i d'obtindre les imatges per al seu processat, emmagatzemant tot en una unitat de red. - Unitat de red, emmagatzema les ordres enviades al robot i la imatge a anal.litzar, i té el programa principal emmagatzemat en ella per a poder executar-lo remotament. - Programa principal, executat desde qualsevol ordinador personal i connectat amb la unitat de red, que processa la imatge i segons les instruccions de l'usuari desa la següent ordre en la unitat de red. L'objectiu final d'aquest treball és tramitar els encàrrecs de mobles personalitzats, desde tallar les peces fins l'empaquetat, oferint a l'usuari el control i la informació de tots aquestos punts des d'un sol programa. Mitjançant software i la connexió modular del sistema, han sigut programats tots els elements per a portar a cau l'objectiu de forma coordinada i anal.litzant una gran quantitat de dades, però mantenint l'essència modular del sistema, ja que es podria canviar el hardware i fent pocs canvis tornar a tindre el sistema a punt. Finalment es ficà a prova tot el procés junt, aconseguint la classificació de les peces per mobles inclós estant solapades o muntades una damunt l'altra, i poguent visualitzar clarament el procés desde la interfície.

[EN] Nowadays in the industrial context exists a high number of solutions that make use of a set of a robotic system and a artificial vision system. Using this set allows to do the factory process simple and fast, but the control system for these kind of devices is fixed or is located in the industrial enviroment for the operators. But slowly, a new industrial movement called 4.0 Industry is arriving and may be able to completely change the way we work in the industries. This movement looks for a better adaptability to the needs and a better use of the resources, besides from improving the connection between the productive elements. The objective of this document is introducing the concept of the 4.0 Industry to a system that uses both robotics and artificial vision, using a modular structure and bringing closer the concept of industry to the final consumer. The structure is composed of four diferent parts: - Robotic arm controlled by the FlexPendant and connected via TCP/IP socket to a remote PC located on the workplace. - Computer at the workspace, which controls the robot and obtains the images for the processing, saving everything on a network unit. - Network unit, which stores the instructions sent to the robot and the images to analize, and has the main program for executing it remotely. - Main program, ran from any PC connected at the network unit, which processes the image and controls the next command given some instructions saved by the user. The final objective of this work is doing the orders of customized furniture, from cutting everything to packing the pieces given the specific furniture, and controlling and monitorizing everything from a single program. Using some software and the modules of the system, every element has been programmed to achieve the objective coordinately, analizing a big amount of data, but still having the modular essence of the system, as it is possible to change the hardware and make it work again easily. Finally, the process was tried together, achieving the classification of the pieces by furniture, even overlapping between them, and clearly visualizing the process from the interface.