Desenvolvimento de uma garra robótica para operações de bin-picking

Apresentação em tema: "Desenvolvimento de uma garra robótica para operações de bin-picking"— Transcrição da apresentação:

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

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

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

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

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 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 A garra é a interface entre o ambiente de trabalho e o sistema.
Importância da garra A garra é a interface entre o ambiente de trabalho e o sistema. 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;

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

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

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

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

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

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

16 Projecto mecânico UGI

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

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

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

20 Unidade de visão Controlo angular da projecção do feixe laser

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

22 Placas de circuito impresso
Unidade Geral de Interface

23 Placas de circuito impresso
Unidade de actuação

24 Software Protocolo de comunicação

25 Software Protocolo de comunicação

26 Software Interface remota

27 Software Interface remota

28 Software Interface remota

29 Resultados

30 Resultados

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

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 FIM Obrigado!