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Desenvolvimento de uma garra robótica para operações de bin-picking Eduardo Santos Orientação: Vítor Santos e Abílio Borges.

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1 Desenvolvimento de uma garra robótica para operações de bin-picking Eduardo Santos Orientação: Vítor Santos e Abílio Borges

2 Página 2 Linhas gerais Introdução Objectivos Idealização do protótipo Projecto mecânico Automação do sistema Resultados e conclusões Trabalhos futuros

3 Página 3 Enquadramento Aplicações de soldadura e montagem Mercado em crescimento Ambientes estruturados

4 Página 4 Enquadramento Trabalho manual - Elevados custos em mão-de-obra - Trabalhos repetitivos e perigosos - Possíveis erros humanos na produção Automação fixa - Elevados custos em sistemas de posicionamento e orientação de peças

5 Página 5 O que é o bin-picking? Recolha autónoma de peças aleatoriamente distribuídas no interior de um recipiente, recorrendo a robôs guiados por visão.

6 Página 6 A problemática do bin-picking Determinação da posição e orientação num ambiente 3D e não-estruturado; Alterações nas condições de luminosidade e criação de sombras; Possibilidade de colisão com peças, ferramentas e recipientes; Velocidade para a realização das tarefas;

7 Página 7 Objectivos Projecto e concepção de um protótipo de garra capaz de abordar aplicações de bin-picking. - Antecipação e resolução de problemas do bin-picking; - Criação de uma ferramenta de trabalho versátil que permita a sua aplicação a diferentes aplicações;

8 Página 8 Importância da garra Uma garra para operações de bin-picking: - permite a recolha da peça; - é constituída por diferentes sistemas que permitem a percepção do ambiente de trabalho; A garra é a interface entre o ambiente de trabalho e o sistema.

9 Página 9 Importância da garra Configuração de câmara móvel Permite a determinação da posição e orientação das peças Percepção Sistema de visão Sistema de feedback sensorial não-visual Dispositivos sensoriais não- visuais Permite a determinação de variáveis como força, pressão e binários.

10 Página 10 Estado da arte Aplicações de semi-random bin-picking Garras auto-compensativas Sistemas de visão robustos Escassez de feedback sensorial não-visual Software complexo JMP Auto/Con Corp. Scape Technologies

11 Página 11 Idealização do protótipo Versatilidade Adaptabilidade Unidade de visão Unidade de actuação Sistema de bin-picking Visão + Actuação Unidade Geral de Interface (UGI) Interface remota

12 Página 12 Funcionalidades do sistema UGI Dispositivos sensoriais intrínsecos Dispositivos sensoriais extrínsecos Dispositivos de segurança Sistema de visão Auto- reconhecimento Segurança e diagnóstico Controlo de dispositivos

13 Página 13 Unidade de visão Câmara monocular móvel Projecção de luz estruturada Controlo da orientação de projecção da luz estruturada Iluminação localizada

14 Página 14 Unidade Geral de Interface Universalidade nos acoplamentos Serve de interface a todas as unidades do sistema Permite a transferência de dados Distribui a alimentação e o ar comprimido ao sistema Electrónica no seu interior

15 Página 15 Unidade de actuação Garra existente no laboratório e sujeita a algumas alterações Garra pneumática de actuação linear paralela Comutação por electro-válvula

16 Página 16 Projecto mecânico

17 Página 17 Placas de interface amovíveis Configuração híbrida de poliamida + liga de alumínio Ligações aparafusadas Plataforma de interface modular

18 Página 18 Distribuição dos componente na UGI Estrutura longitudinal Componentes existentes no laboratório

19 Página 19 Unidade de visão Ajuste da posição longitudinal da câmara Suporte do anel de LEDs amovível

20 Página 20 Unidade de visão Controlo angular da projecção do feixe laser

21 Página 21 Automação do sistema Unidade Geral de Interface EUSART1 PWM I/OA/D EUSART2 EUSART I/O Unidade de actuação A/D Sensores ópticos Sensores de pressão Servomotor LEDs de diagnóstico Iluminação localizada Sensores ultrasonicos Monitorização: - Estado do sistema; - Informação sensorial; - Presença de garra; - Imagem da câmara Comando: - Servomotor; - Iluminação localizada; - Ponteiro laser; - LEDs de diagnóstico; - Refrigeração; - Unidade de actuação; Interface remota Microcontrolador MAX233 Válvulas de actuação Câmara Gbit ethernet Ponteiro laser

22 Página 22 Unidade Geral de Interface Placas de circuito impresso

23 Página 23 Placas de circuito impresso Unidade de actuação

24 Página 24 Protocolo de comunicação Software

25 Página 25 Protocolo de comunicação Software

26 Página 26 Software Interface remota

27 Página 27 Software Interface remota

28 Página 28 Software Interface remota

29 Página 29 Resultados

30 Página 30 Resultados

31 Página 31 Conclusões Sistema flexível Independência funcional Controlo e monitorização do sistema Ferramenta de trabalho versátil e promissora

32 Página 32 Trabalho futuro Realização de testes e ensaios Aplicação de outras unidades de actuação Inclusão de carapaças protectoras e dispositivos sensoriais Sistema de acoplamento rápido Controlo de força

33 Página 33 FIM Obrigado!


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