Diseño y simulación de un robot serial de 4 GDL con visión artificial para la soldadura blanda entre placas de circuito impreso y componentes THT

• Autores: Mejia Palomino, Owen Alexis Leonardo, Nuñez Vargas, Diego Markel
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Ricardo Palma
• Repositorio: URP-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.urp.edu.pe:20.500.14138/9262
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.14138/9262
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Visión artificial; Soldadura blanda; Placas de circuito impreso (PCB); Robot manipulador; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.11.02

La presente tesis tiene como objetivo el diseño de un robot serial de 4 GDL con visión artificial para la soldadura blanda entre placas de circuito impreso y componentes THT. Siendo una solución tecnológica para automatizar la soldadura blanda en PCBs en los laboratorios de Ingeniería de la Universidad Ricardo Palma. El robot manipulador incluye un brazo articulado para mejor maniobrabilidad del efector final. La estructura mecánica del robot utiliza un perfil de aluminio 6061, además de piezas de Policarbonato y ABS en impresión 3D; y la plataforma, se diseñó utilizando acero inoxidable 316 y piezas de Nylon. Se determinó implementar stepper motors tipo NEMA, un extrusor tipo Bowden, y un sistema de limpieza con cepillos metálicos. Se utilizó un Arduino Mega 2560 cómo microcontrolador, para su interacción con los actuadores, controladores y sensores. Para la visión artificial se utilizó OpenCV para la detección de puntos de soldadura, y una red neuronal convolucional para la calidad de soldadura a través del algoritmo YOLO 10. Se calculó un consumo total de 178 W, además de tres arreglos de baterías de 3.65 V DC con capacidad de 2.85 Ah. En las pruebas realizadas para cada sistema, el sistema mecánico fue sometido a fuerzas verticales de 60 a 98 N, demostrando una deformación mínima en las piezas principales. El sistema electrónico gestionó un correcto funcionamiento y conexión de los subsistemas. El reconocimiento de imagen tuvo un porcentaje máximo del 99% de coincidencia. Por último, el diseño eléctrico de baterías dio un consumo óptimo