Desarrollo de un sistema teleoperado para la manipulación de un prototipo de brazo robótico basado en el aprendizaje por demostración, para la automatización de procesos de apilamiento en la industria de hormigón

Abstract

Un sistema de teleoperación y aprendizaje por demostración, tiene como propósito ayudar en el sector industrial en zonas de difícil acceso o en zonas de producción que representen un riesgo latente para la integridad y salud de los trabajadores además dándole un sistema que permite la simplicidad de la programación, evitando costos innecesarios en capacitaciones complejas para manipulación de robots, por estos motivos la presente investigación busca desarrollar un sistema teleoperado para la manipulación de un prototipo de brazo robótico basado en el aprendizaje por demostración, para la automatización de procesos de apilamiento en la industria de hormigón.

Para lograr el cometido, se implementó el uso de los elementos de un sistema teleoperado es decir una estación local, el canal de comunicación y una estación remota. El canal de comunicación se basa en la utilización de una red lógica única de alcance mundial (Internet) y un servidor MQTT para establecer una comunicación entre la estación local y la estación remota. Mientras que la estación remota presenta la integración del sistema de aprendizaje por demostración que basa su funcionamiento en el uso de componentes, como principal se tiene el encoder rotativo KY-040 que en conjunto con el servomotor dan una relación de posicionamiento de cada grado de libertad, además se utilizaron sistemas embebidos que son los encargados de recolectar la información necesaria en la enseñanza del movimiento para posteriormente poder replicar dicha acción.

Las pruebas obtenidas en el aprendizaje directo fueron óptimas, se realizó pruebas de repetitividad con carga y sin carga, para visualizar el funcionamiento correcto del brazo robótico, las mismas que corroboraban su buen funcionamiento, los datos obtenidos de esto, pueden ser visualizados desde un monitor serial, y dentro de lo que son, las pruebas en la teleoperación, se puede afirmar que estas cumplen con efectividad todos los movimientos realizados por el usuario en la estación local, viendo así una mayor fluidez en los movimientos del brazo master que se encuentra en la estación remota tiendo un buen tiempo de respuesta, esto pudo ser comprobado por pruebas con software mqttlens y comandos ping, además de pruebas de trayectoria que se realizaron a través de simulación que ayudaron a determinar el margen de error del brazo robótico obteniendo resultados favorables para este proyecto.