Development of offline robot programming unit for tool position control

Abstract

El sistema de programación offline para robots (ORPU) desarrollado en este trabajo determina y define trayectorias de soldadura para entornos industriales, donde la suciedad es dominante. ORPU integra una unidad de medición inercial, un sensor de tiempo de vuelo y un microcontrolador ESP32. Este estudio detalla su diseño e implementación, haciendo hincapié en los principios de funcionamiento y la ergonomía. El dispositivo registra el movimiento tridimensional, proporcionando datos precisos de posición y orientación para la generación de trayectorias. Estas trayectorias, construidas a partir de definiciones basadas en puntos, se introducen directamente en la programación offline del robot o pueden someterse a un procesamiento posterior. El proyecto aborda la integración del hardware y los algoritmos de adquisición de sensores, fusión de datos e interpolación de trayectorias. Los análisis estructurales y las pruebas de seguridad confirman la robustez y ergonomía del prototipo. Una evaluación económica demuestra la viabilidad comercial y el rápido retorno de la inversión.

The offline robot-programming unit (ORPU) developed in this work determines and defines welding trajectories for dirty, dusty industrial settings. ORPU integrates an inertial measurement unit, a time-of-flight sensor, and an ESP32 microcontroller. This project details its design and implementation, emphasizing operating principles and ergonomics. The device records 3-D motion, delivering precise position and orientation data for trajectory generation. These paths, built from point-based definitions, feed directly into offline robot programming or can undergo post- processing. The work addresses hardware integration and algorithms for sensor acquisition, data fusion, and trajectory interpolation. Structural analyses and safety tests confirm the prototype’s robustness and ergonomic suitability. An economic evaluation shows commercial viability and rapid return on investment.