Controle servo visual para replanejamento da tarefa de um robô manipulador para inspeção de peças automotivas

• Autor(a) principal: Lucca Garcia Leão
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/64392
• topic: Robótica; Visão de máquina; Controle de qualidade; Replanejamento de tarefa; Controle servo visual; Engenharia elétrica; Robôs; Robótica; Automóveis - Peças; Controle de qualidade; Automação; Robôs - Sistemas de controle; Visão por computador; Controle automático; Processos de fabricação

A quarta Revolução Industrial, ou Indústria 4.0, trouxe grandes mudanças para os sistemas de manufatura e processos de controle de qualidade por meio de novas tecnologias como a robótica e visão de máquina. A visão de máquina é uma das técnicas mais comumente empregadas para controle de qualidade de processos industriais, permitindo capturar, processar, e inspecionar imagens de peças e produtos em uma linha de produção com o intuito de identificar falhas no processo produtivo, como ausência de componentes, má fixação, manchas e trincas. Contudo, a inspeção de peças com geometria cada vez mais complexas exige que os sistemas de visão, normalmente equipados com câmeras fixas, sejam capazes de capturar imagens em diversas orientações diferentes. Assim, a combinação de manipuladores robóticos a sistemas de visão é uma solução que permite que a câmera seja reposicionada, expandindo a flexibilidade e eficácia de tais sistemas. Esta dissertação se baseia em um estudo de caso sobre a célula de inspeção de peças automotivas da empresa Invent Vision. Esta célula realiza a inspeção automática por meio de algoritmos de visão computacional para controle de qualidade das peças produzidas. A célula conta com um robô manipulador e uma câmera montada em seu efetuador para a realização de inspeções visuais de peças complexas. Ao operacionalizar a máquina, uma peça é posicionada em seu interior e o robô realiza a inspeção, que é definida como uma sequência de poses, nas quais são capturadas imagens pela câmera. Entretanto, o robô espera que a peça sempre esteja na mesma posição para que as imagens estejam na perspectiva correta e a inspeção seja bem sucedida, e portanto, problemas podem ocorrer devido ao mau posicionamento de peça dentro da célula. Nesse sentido, esta dissertação apresenta uma estratégia de replanejamento do movimento realizado pelo robô na tarefa da célula de inspeção, baseado na pose do objeto estimada a partir da identificação de um marcador fiducial. O sistema proposto é baseado em técnicas de Controle Servo Visual e tem como objetivo aprimorar o fluxo de inspeção original da célula, e contornar a imposição do posicionamento da peça, realizando o replanejamento das poses de inspeção com base na posição estimada da peça. O sistema foi inicialmente validado em ambiente de simulação. Em seguida um ambiente experimental de validação foi construído, utilizando um robô real Kuka KR4 R600 e uma câmera industrial Invent Vision idênticos aos utilizados nos sistemas em produção. Os resultados mostram que o sistema foi capaz de realizar a inspeção da peça com sucesso, mesmo com grandes variações de pose da peça dentro do espaço de trabalho. Os experimentos também demonstram que a escolha do tipo de movimento resulta em diferentes trajetórias entre os pontos de inspeção, porém sem alterar o resultado da inspeção. A metodologia proposta é versátil e pode ser utilizada em diferentes aplicações.