Robótica y Automatización

Sistema integrado de escaneo 3D Y prototipado rápido utilizando visión activa y un manipulador robótico

El escaneo o reconstrucción 3D de un objeto, y su posterior reproducción física, son desarrollos sumamente útiles en distintas áreas de la ingeniería y las ciencias, con aplicaciones tan diversas como: la manipulación autónoma de objetos, la fabricación de prótesis médicas, entre otras aplicaciones del área del prototipado rápido.

En la actualidad no existe un único sistema que realice la tarea dual de medir y replicar formas o movimientos consistentes con la geometría del objeto, por lo que se deben unir manualmente dos sistemas. Esta unión manual aumenta la dificultad, tiempo de operación y probabilidad de cometer errores por parte del usuario, además de impedir la automatización completa del proceso.

Aquí se presentan las bases teóricas del diseño e implementación de un sistema integrado de escaneo y prototipado 3D montado sobre un manipulador robótico de 6 ejes.

Dicho diseño permite obtener el modelo 3D de un objeto utilizando visión activa (láser y cámara), y luego reproducirlo mediante el fresado de un bloque de material mediante una herramienta de corte ubicada en el extremo efector del manipulador.

Finalmente, se evalúa su desempeño y se concluye que el error de escaneo y prototipado (0.33mm y 0.15mm respectivamente) es suficientemente bajo como para utilizar esta plataforma en la realización de actividades de investigación ligadas distintas áreas de la ingeniería del prototipado.

Los resultados de este trabajo también proveen herramientas para el desarrollo de experiencias docentes de laboratorio sobre reconstrucción 3D utilizando visión activa, además de facilitar investigaciones futuras sobre reconocimiento de objetos e interacción automatizada entre el robot manipulador y el objeto.