Repotenciación de un robot de 4 grados de libertad mediante la implementación de un sistema de control con interfaz HMI para la manipulación de objetos

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Título : Repotenciación de un robot de 4 grados de libertad mediante la implementación de un sistema de control con interfaz HMI para la manipulación de objetos
Autor : Hidalgo Suárez, Alejandro Javier
Vilema Villa, Gabriel Steven
Director de Tesis: Gavilánez Gamboa, Tómas Santiago
Resumen traducido: This project presents the implementation of an HMI interface for a 4-degree-of-freedom robotic manipulator using Drufel CNC software. The system includes a control set composed of drivers, an NVUM controller, and a power supply, previously installed in an electrical cabinet. Electrical and control schematics were also developed to facilitate future maintenance and modifications. Additionally, a suction-cup end effector was incorporated, designed to integrate with the robot structure without affecting its mechanical or kinematic performance. This component enables the robot to manipulate objects weighing up to 100 grams, expanding its operational capabilities. The mechanical design was developed in SolidWorks 2024, taking as reference industrial gripper configurations to obtain a functional and reliable solution. The interface was developed using Python and Visual Studio, allowing communication between the robot and the user through an intuitive graphical environment. The interface sends motion commands, while the control system executes the corresponding sequences safely. The electrical design of the control cabinet was carried out using CADe SIMU, reconstructing the system according to its previous operation and the new requirements, ensuring hardware–software compatibility.
Resumen : En el presente proyecto se desarrolló la implementación de una interfaz HMI para un robot manipulador de 4 grados de libertad mediante el software Drufel CNC. El sistema cuenta con un conjunto de control compuesto por drivers, controlador NVUM y fuente de alimentación, previamente instalados en un armario eléctrico. Asimismo, se elaboraron los planos eléctricos y de control con el propósito de facilitar futuras modificaciones y mantenimiento del sistema. Adicionalmente, se incorporó un efector final tipo ventosa diseñado para integrarse a la estructura del robot sin afectar su funcionamiento mecánico ni cinemático. Este elemento permite al robot manipular objetos de hasta 100 gramos, ampliando sus capacidades operativas. El diseño mecánico fue realizado en SolidWorks 2024, tomando como referencia configuraciones de grippers utilizados en aplicaciones industriales, obteniendo un diseño funcional y confiable. El desarrollo de la interfaz se llevó a cabo mediante Python y Visual Studio, permitiendo establecer la comunicación entre el robot y el usuario a través de un entorno gráfico intuitivo. La interfaz se encarga de enviar las señales de movimiento, mientras que el sistema de control ejecuta las secuencias correspondientes de manera segura. El diseño eléctrico del tablero de control se efectuó empleando CADe SIMU, reconstruyendo el sistema en función de su operación previa y de los nuevos requerimientos establecidos, garantizando compatibilidad entre hardware y software.
Palabras clave : ROBOT 4GDL
CIRCUITO DE CONTROL
PLANOS
INTERFAZ HMI
VENTOSA
Fecha de publicación : 2026
URI : http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/32834
Idioma: spa
Pertenece a las colecciones: Grado

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