Integración de un sistema de visión artificial en la mano de un robot industrial

Abstract

Los robots industriales presentan cada vez un grado mayor de autonomía en infinitos y muy variados ámbitos. En este contexto de automatización, se desarrolla el presente proyecto que busca implementar un sistema de visión artificial que haga posible que un robot industrial sea capaz de localizar, identificar y ordenar piezas de LEGO colocadas aleatoriamente sobre un espacio de trabajo. El sistema propuesto logra su objetivo siempre que las piezas se coloquen respetando una serie de restricciones: se ha de verificar que la cámara no impactará a la hora de ir a recoger o depositar una pieza o no salirse del área de trabajo del robot. Para elaborar este sistema se ha empleado una cámara Intel D-435 RGB-D y un robot ABB IRB120. La cámara tomará las imágenes de color y profundidad que serán procesadas por un programa de MATLAB. Tras calcular la información de todas las piezas esta se enviará al robot, que ha sido programado en RAPID, para que lleve a cabo la ordenación de las piezas. Algunas de las dificultades que se han debido superar son la extracción de piezas apiladas, el giro de un único eje de rotación del robot o el reconocimiento de los bordes de las imágenes, para lo cual se han empleado algoritmos como la transformada de Hough o el algoritmo de detección de bordes de Canny. El sistema consigue satisfacer los objetivos planteados y funciona correctamente dadas unas condiciones de luz adecuadas. El conjunto presenta nuevas funcionalidades como la extracción de piezas apiladas y la ordenación de piezas rotadas.

Industrial robots have an increasing degree of autonomy in infinite and varied fields. In this context of automation has been developed the following project, which aims to implement an artificial vision system that makes it possible for an industrial robot to be able to locate, identify and order LEGO pieces randomly placed on a workspace. The proposed system achieves its objective provided that the pieces are placed respecting a series of restrictions: it must be verified that the camera will not impact any stack of pieces either picking or releasing a piece and there must not be any piece outside the workspace of the robot. In order to elaborate this system, it has been used an Intel RGB-D camera and an ABB IRB120 robot. The camera picks the images (depth and colour) which will be processed in a MATLAB program. After obtaining all the information about the pieces, it will be sent to the robot, which has been programmed in RAPID. After processing the details related to each piece, the robot will sort the pieces. Some of the main difficulties that had to be overcome are the extraction of piled pieces, the turning of a single axis or the recognition of the pieces’ border. To accomplish this tasks, several algorithms have been used, for instance, Hough transform or Canny edge detection algorithm. The system satisfies the goals and works properly given the appropriate light conditions. The complex present new functionalities such as the extraction of piled pieces or the sorting of turned pieces.