Trabajo Fin de Grado
Desarrollo de Estación de Impresión 3D con Arcilla para un Robot ABB IRB 4600
Autor/es | Toro Coronado, David |
Director | Cuesta Rojo, Federico |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática |
Fecha de publicación | 2023 |
Fecha de depósito | 2023-10-09 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Electrónica, Robótica y Mecatrónica por la Universidad de Málaga y la Universidad de Sevilla |
Resumen | Este proyecto, nace de la necesidad de crear una estación de fabricación aditiva con arcilla en el Laboratorio de Fabricación de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Sevilla
Los equipos que se adquirieron para ... Este proyecto, nace de la necesidad de crear una estación de fabricación aditiva con arcilla en el Laboratorio de Fabricación de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Sevilla Los equipos que se adquirieron para este proyecto son, primero, un Robot ABB IRB4600 con capacidad de carga de 60Kg, gobernado por un control IRC5 de ABB y, segundo, un extrusor WASP3D XL para impresoras 3D de arcilla. El desafío surge cuando se busca integrar ambos equipos, ya que ninguno de los fabricantes proporciona una compatibilidad nativa, lo que implica la necesidad de una solución personalizada para lograr que trabajen conjuntamente. Además, no existe software comercial disponible que permita la impresión directa con estos robots, lo que ha requerido el desarrollo de un software dedicado basado en la integración de diversas aplicaciones. El propósito de esta investigación es analizar el estado actual de la impresión con robots ABB y arcilla, y a partir de este análisis, diseñar el hardware abordando los desafíos de compatibilidad y seleccionando los componentes más adecuados. Además, se desarrollará el software necesario para operar la Estación de Impresión desde un programa CAD que permitirá tanto el diseño de modelos como el envío de instrucciones a la estación para su impresión. Esta iniciativa busca establecer una base sólida para la fabricación con arcilla en el entorno del FabLab, proporcionando una plataforma desde la cual se podrán realizar avances significativos en este campo. El trabajo presentado en este documento muestra el estado del arte de la impresión con Robots y arcilla. También, la adaptación del extrusor al brazo ABB mediante una anilla impresa en 3D, la interconexión efectiva entre ambos equipos y la incorporación de un Arduino Uno para el control del motor paso a paso del extrusor. Asimismo, se detalla el diseño y la configuración de la estación en RobotStudio, el uso de la librería COMPAS FAB y la creación de software personalizado para habilitar la impresión desde Rhino 7 utilizando el robot IRB4600. Los objetivos alcanzados en este proyecto han sido los siguientes: 1. Integración del extrusor al sistema del ABB IRB4600. 2. Comunicación mediante ROS exitosa entre Rhino 7 y el controlador IRC5. 3. Diseño del programa de procesado de modelos 3D e impresión en Grasshopper. This project arises from the need to create an additive manufacturing station for clay in the Manufacturing Laboratory of the School of Architecture at the University of Seville. The equipment acquired for this project ... This project arises from the need to create an additive manufacturing station for clay in the Manufacturing Laboratory of the School of Architecture at the University of Seville. The equipment acquired for this project consists of, firstly, an ABB IRB4600 robot with a 60Kg payload capacity, controlled by an ABB IRC5 controller, and secondly, a WASP3D XL extruder for clay printers. The challenge appears when attempting to integrate both pieces of equipment since neither of the manufacturers provides native compatibility, necessitating a custom solution to make them work together. Furthermore, there is no commercial software available that allows direct printing with these robots, which has required the development of dedicated software based on the integration of various applications. The purpose of this research is to analyze the current state of printing with ABB robots and clay, and based on this analysis, design the hardware to address compatibility challenges and select the most suitable components. Additionally, the necessary software will be developed to operate the Printing Station from a CAD program that will enable both model design and sending instructions to the station for printing. This initiative aims to establish a solid foundation for clay manufacturing within the FabLab environment, providing a platform from which significant advancements in this field can be made. The work presented in this document showcases the state of the art in printing with Robots and clay. It also covers the adaptation of the extruder to the ABB arm using a 3D printed ring, effective interconnection between both pieces of equipment, and the i ncorporation of an Arduino Uno for controlling the extruder's stepper motor. Furthermore, it details the design and configuration of the station in RobotStudio, the use of the COMPAS FAB library, and the creation of custom software to enable printing from Rhino 7 using the IRB4600 robot. The objectives achieved in this project are as follows: 1. Integration of the extruder into the ABB IRB4600 system. 2. Successful ROS communication between Rhino 7 and the IRC5 controller. 3. Design of the 3D model processing and printing program in Grasshopper. |
Cita | Toro Coronado, D. (2023). Desarrollo de Estación de Impresión 3D con Arcilla para un Robot ABB IRB 4600. (Trabajo Fin de Grado Inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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G4781_Toro Coronado.pdf | 4.816Mb | [PDF] | Ver/ | |