Disseny d’un gripper pel plegament i la paletització de capses de cartó en robots industrials de gran càrrega

Aquest Treball de Fi de Màster presenta el disseny i l’anàlisi d’una pinça robòtica destinada al muntatge (plegament) i la paletització de caixes de cartró de fins a 25 kg, desenvolupat en el marc d’una col·laboració entre VICOSYSTEMS i la Universitat Politècnica de Catalunya. El treball aborda el desenvolupament complet del sistema des d’un punt de vista teòric, conceptual i de disseny, sense arribar a la fabricació física del prototip. Inicialment, s’introdueix el context del projecte mitjançant l’estudi de la paletització i la classificació de les pinces robòtiques existents, així com una revisió de l’estat de l’art en tecnologies de grasping. A continuació, es desenvolupa la base teòrica necessària per al disseny, incloent la teoria del buit, la síntesi del mecanisme de plegament, els criteris de càlcul a fatiga, el dimensionament d’unions cargolades i la descripció del robot col·laboratiu UR30. Sobre aquesta base, es duu a terme el disseny conceptual del gripper, definint les especificacions tècniques, proposant diverses alternatives de subjecció i plegament, i seleccionant la solució final mitjançant un procés de decisió estructurat. Posteriorment, es desenvolupa el disseny en detall, que inclou el circuit pneumàtic, el mecanisme de plegament, la selecció de materials i components, i els càlculs de disseny corresponents, com ara l’anàlisi de forces, la verificació a fatiga, el càlcul de rodaments i el dimensionament de les unions cargolades. Els resultats obtinguts, validats mitjançant càlculs analítics i simulacions numèriques, confirmen la viabilitat del disseny per a la manipulació segura de caixes de fins a 25 kg. Tot i que el requisit inicial de limitar el pes del gripper a 5 kg no s’ha assolit completament, aquest aspecte es planteja com una línia de millora futura mitjançant processos d’optimització estructural. Finalment, el treball es completa amb un estudi de planificació, un estudi econòmic, ambiental i social, així com unes conclusions que sintetitzen els resultats i proposen línies de treball futures.