Plataforma software para la manipulación de objetos 3D para un robot UR

Abstract

La evolución de la industria y su enfoque actual en la colaboración entre humanos y robots ha llevado a una transformación en el control de los manipuladores. Por lo tanto, numerosos investigadores están dedicando sus esfuerzos al desarrollo de plataformas que simplifiquen la programación de trayectorias en los robots. En este sentido, esta tesis presenta una revisión del estado del arte actual en diferentes campos como el industrial, médico y educativo. El proyecto detalla exhaustivamente la construcción de una plataforma software basada en ROS (Robot Operating System), que permite la manipulación del robot UR3e mediante la implementación de tres modos de control simples. Asimismo, se destaca la creación de una interfaz gráfica utilizando Unity, que permite al usuario interactuar con el sistema. Para visualizar los movimientos del robot, se ha incorporado un gemelo digital del robot en formato URDF. Se explica detalladamente la comunicación establecida entre los diferentes componentes que integran la plataforma con el robot, utilizando los tópicos y servicios de ROS para la suscripción y publicación de información, así como la adición de paquetes necesarios para garantizar dicha comunicación. También se describe la conexión de la plataforma con el robot real y el simulador URSim. Por último, se desarrolla una pinza de interferencia granular específicamente para llevar a cabo pruebas con objetos 3D. En este estudio, se describen detalladamente las pruebas llevadas a cabo para la manipulación de objetos utilizando la plataforma específicamente desarrollada. Se documentan los resultados obtenidos a través de pruebas rigurosas, encontrando un desplazamiento exitoso de los objetos. Además, se presentan las conclusiones derivadas del desarrollo de esta plataforma, resaltando su potencial para futuras aplicaciones en el campo de la robótica y la investigación.

The evolution of industry and its current focus on human-robot collaboration has led to a transformation in the control of manipulators. Therefore, numerous researchers are devoting their efforts to the development of platforms that simplify the programming of robot trajectories. In this sense, the thesis presents a review of the current state of the art in different fields such as industrial, medical and educational. The project exhaustively details the construction of a software platform based on ROS (Robot Operating System), which allows the manipulation of the UR3e robot through the implementation of three simple control modes. It also highlights the creation of a graphical interface using Unity, which allows the user to interact with the system. To visualize the robot movements, a digital twin of the robot in URDF format has been incorporated. The communication established between the different components that integrate the platform with the robot is explained in detail, using ROS topics and services for the subscription and publication of information, as well as the addition of packages necessary to guarantee such communication. The connection of the platform with the real robot and the URSim simulator is also described. Finally, a granular interference gripper is developed specifically for performing tests with 3D objects. In this study, the tests carried out for object manipulation using a specifically developed platform are described in detail. The results obtained through rigorous testing are documented, finding a successful displacement of objects. In addition, conclusions derived from the development of this platform are presented, highlighting its potential for future applications in the field of robotics and research.