Diseño y Construcción de un Prototipo Robótico con Arquitectura Cartesiana Dotado de Visión Artificial para el Paletizado de Cajas

Abstract

Se realizó el diseño y construcción de un prototipo robótico para el traslado de cajas. La función del robot es la de simular el proceso de paletizado que consiste en disponer las cajas en posiciones específicas sobre una plataforma en el piso. Se utilizará el prototipo como módulo didáctico para pruebas de laboratorio en la Escuela de Ingeniería Electrónica Control y Redes Industriales. Se utilizó el método experimental para determinar las coordenadas del movimiento del robot. El modelo escogido fue el cartesiano y de tipo pórtico que presenta las mayores ventajas en cuanto a estabilidad y movilidad. El diseño del prototipo se hizo utilizando el software AutoCad 3D. En su construcción se empleó aluminio perfilado en la estructura base y placas de acrílico para estructuras complementarias. Para los ejes X e Y se emplearon rieles y plataformas con ruedas que facilitan el arrastre. La transmisión de movimiento se hizo mediante cadenas acopladas a motores paso a paso. En el eje Z se construyó un sistema de piñón y cremallera para lograr un desplazamiento vertical. En su extremo el robot cuenta con una pinza accionada por servomotores que permite agarrar los objetos. Los motores son comandados por medio de drivers electrónicos que a su vez reciben datos desde una tarjeta de adquisición. El robot cuenta además con visión artificial por medio de una webcam para clasificar las cajas de acuerdo a su color. El software de control de posición del robot así como el de clasificación fue implementado en LabView, desde donde se puede operar manualmente, por medio de botones, o de forma automática, para una secuencia de movimientos específicos. Después de realizar las pruebas experimentales se obtuvo como resultado que el robot puede mover hasta 3 cajas por minuto y diferenciar hasta 56 colores diferentes. El prototipo puede operar de modo continuo las 24 horas del día. Se concluyó que el uso de LabView y de drivers de motores así como la comunicación por medio de una tarjeta.