Desarrollo de sistema de almacenamiento automático con robot ABB y cinta automatizada

Abstract

El presente trabajo de fin de grado se centra en el desarrollo de un sistema de programación para un brazo robótico ABB con el objetivo de optimizar la colocación de piezas provenientes de una línea de montaje en una estantería. El sistema utiliza algoritmos de visión y optimización para garantizar la disposición óptima de las piezas en función de si queremos extraer o retirar la pieza y el color de ésta. En primer lugar, se aborda el diseño de las piezas que componen el soporte de la estantería mediante el software Solidworks. Estas piezas son diseñadas para ser impresas en 3D, lo que permite una mayor flexibilidad en la creación de estructuras personalizadas y adaptables a las necesidades específicas del proyecto. La posición de la estantería es clave ya que deberá estar sujeta a la línea de montaje y debe de estar fija. Todo el desarrollo de algoritmos se realizará en una Raspberry Pi 4 al igual que para establecer la conexión entre la Raspberry y el software de control del brazo robótico ABB, RobotStudio. El protocolo de comunicación elegido es el TCP/IP mediante el uso de sockets, lo que permite la transmisión de datos y comandos entre ambos dispositivos. La programación se realiza en Python para la Raspberry Pi, lo que brinda flexibilidad y facilidad de uso. Para lograr la detección y análisis de las características de las piezas, se emplea una cámara conectada a la Raspberry Pi. Se desarrolla un algoritmo de visión que utiliza técnicas de procesamiento de imágenes para identificar el color de las piezas y determinar su posición y orientación en la estantería. Esta información es fundamental para el proceso de optimización posterior. El desarrollo de optimizadores constituye una parte crucial del trabajo. Estos algoritmos tienen como objetivo calcular la posición óptima para colocar cada pieza en la estantería, teniendo en cuenta el espacio disponible, la geometría de la estantería y las restricciones de colocación establecidas. La optimización busca maximizar la utilización del espacio y minimizar los movimientos del brazo robótico, optimizando así la eficiencia y la velocidad del proceso de colocación. El resultado final del trabajo es un sistema completo y funcional que permite la programación de un brazo robótico ABB para la colocación automática de piezas en una estantería. El sistema integra el hardware de la Raspberry Pi, la cámara, el software de programación en Python, el brazo robótico ABB y los optimizadores desarrollados. El trabajo realizado tiene un gran potencial de aplicación en diversos sectores industriales, como la industria automotriz, electrónica, manufactura y logística. La automatización de tareas repetitivas y precisas mediante la programación de brazos robóticos ofrece beneficios significativos, como la reducción de errores, el aumento de la eficiencia y la optimización del uso del espacio disponible.