Diseño de sistemas de control industrial de robots basados en industria 4.0

Abstract

En el entorno actual de crecimiento tecnológico, el término “Industria 4.0” se ha convertido en sinónimo de innovación a nivel de producción y control industrial, pues en las últimas décadas la automatización de los procesos productivos ha dado lugar a la necesidad de desarrollar sistemas y equipos capaces de realizar actividades complejas, peligrosas y repetitivas de una forma eficiente, de forma que cubran las exigencias industriales, la robótica industrial forma parte esencial en el ambiente de la producción masiva debido a que permite que esta sea más activa incorporando una mayor flexibilidad en los procesos productivos. Durante los últimos años se han presentado varios avances tecnológicos, lo cual lleva a la miniaturización de equipos y a la reducción de costos, obteniendo de igual forma un mayor dominio sobre los sistemas de control, haciendo necesario la aplicación de sistemas ciber-físicos de bajo costo, mismos que incorporan una mayor integración de los procesos productivos, a través de la comunicación directa entre microcontroladores con sensores o actuadores. Con estas premisas, la investigación realizada presenta la implementación física y desarrollo de un sistema de control de robots, basado en la tarjeta Raspberry Pi y del robot manipulador Kuka YouBot. El procedimiento mencionado, se implementó sobre un sistema operativo basado en Debian, lo cual permite la generación de aplicaciones de tipo Open Source, de igual manera se diseñó el entorno de simulación que represente de la manera más exacta posible las características físicas del entorno real, así como la lectura de sensores y el envío de mensajes a través de ROS. El sistema de control desarrollado permite la modularidad y la integración multiplataforma a través del metasistema ROS, la relevancia del diseño radica en que investigadores y empresas dedicadas a la robótica tendrán más opciones para el control de robots y la programación de sus aplicaciones, sin tener que encontrarse con problemas en la compatibilidad del hardware, contando además con una amplia variedad de herramientas como librerías y paquetes que se encuentran disponibles para las tarjetas empotradas.