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Modelo de un Servomotor - lajpe.org

Modelamiento y simulaci n de un robot redundante de tipo manipulador SCARA. John Kern ,2, Claudio Urrea 1. Departamento de Ingenier a El ctrica, Universidad de Santiago de Chile, Av. Ecuador N 3519, Estaci n Central. Santiago, Chile. 2. Escuela de Ingenier a Electr nica y Computaci n, Universidad Iberoamericana de Ciencias y Tecnolog a, Manuel Rodr guez Sur N 220, Santiago. Santiago, Chile. E-mail: (Recibido el 14 de Octubre de 2011; aceptado el 18 de Diciembre de 2011). Resumen En este trabajo se presenta el modelamiento de un robot redundante de tipo manipulador SCARA de cinco grados de libertad.

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1 Modelamiento y simulaci n de un robot redundante de tipo manipulador SCARA. John Kern ,2, Claudio Urrea 1. Departamento de Ingenier a El ctrica, Universidad de Santiago de Chile, Av. Ecuador N 3519, Estaci n Central. Santiago, Chile. 2. Escuela de Ingenier a Electr nica y Computaci n, Universidad Iberoamericana de Ciencias y Tecnolog a, Manuel Rodr guez Sur N 220, Santiago. Santiago, Chile. E-mail: (Recibido el 14 de Octubre de 2011; aceptado el 18 de Diciembre de 2011). Resumen En este trabajo se presenta el modelamiento de un robot redundante de tipo manipulador SCARA de cinco grados de libertad.

2 Se desarrollan tres controladores: seno-coseno hiperb lico; modo deslizante y par calculado los cuales se aplican al Modelo tratado. Se realiza un entorno de simulaci n, utilizando herramientas de programaci n MatLab/Simulink, que se emplea para realizar diferentes ensayos del Modelo del manipulador redundante junto a cada controlador, incluyendo la din mica de los actuadores, cuando se someten al seguimiento de una trayectoria en el espacio. Los resultados se obtienen mediante curvas comparativas e ndices rms de los errores articulares y cartesianos.

3 Palabras clave: Manipuladores redundantes, Modelo din mico, controladores, simulaci n. Abstract In this paper modeling of a redundant SCARA-type five degrees of freedom robotic manipulator is presented. Three controllers are developed: hyperbolic sine and hyperbolic cosine, sliding mode and calculated torque which are applied to the model considered. We performed a simulation environment, by employing MatLab/Simulink programming tools, which is used to perform various tests on the model of redundant manipulator with each controller, including the dynamics of the actuators, when subjected to follow a desired trajectory in space.

4 The results are obtained by means of comparative curves and rms index of joint and Cartesian errors. Keywords: Redundant manipulators, dynamic model, controllers, simulation. PACS: , , , ISSN 1870-9095. I. INTRODUCCI N que logre dirigir el manipulador para cumplir con las labores asignadas. Empleando las leyes f sicas b sicas que Actualmente en la industria, la utilizaci n de robots gobiernan la din mica del robot, es posible derivar un manipuladores se ha masificado provocando un aumento en Modelo que represente su comportamiento y, a trav s de la productividad y una mejora en la calidad de los apropiadas herramientas de programaci n, desarrollar un productos fabricados.

5 Gracias a una mejor repetibilidad de entorno de simulaci n para someterlo a diferentes ensayos los movimientos de dichos robots, lo que conlleva a una como por ejemplo seguimientos de trayectorias. mejor precisi n en su desempe o. Aunque las primeras En este art culo se aborda el modelamiento de un robot aplicaciones de estos manipuladores se hicieron en los redundante de tipo manipulador SCARA de cinco grados procesos de pintura y soldadura, la industria automovil stica de libertad el cual se ensaya someti ndolo al seguimiento no tard en utilizarlos ampliando su campo de aplicaci n en de una trayectoria de prueba compuesta por una espiral en la manipulaci n de.

6 Carrocer as, motores, chasis y otros [1, el espacio cartesiano. Se elaboran tres controladores para 2, 3, 4, 5] y requiri como consecuencia una flexibilizaci n probar el Modelo : seno-coseno hiperb lico; modo de su espacio de trabajo: caracter stica que puede lograrse deslizante y par calculado. Se desarrolla un simulador, aumentando el n mero de grados de libertad del robot, es mediante el software MatLab/Simulink, en el que se ejecuta decir, dot ndolo de redundancia. Sin embargo, todas estas el Modelo del robot redundante en conjunto con cada actividades no ser an posibles sin un dise o adecuado del controlador.

7 Adem s, se incluye en este an lisis la robot y de una t cnica de control. Para cumplir con este din mica de los actuadores. Los resultados se consiguen cometido se requiere del conocimiento y del estudio de un mediante curvas comparativas e ndices rms de los errores Modelo matem tico y de una cierta clase de inteligencia articulares y cartesianos. Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 5, No. 4, Dec. 2011 824 John Kern M. and Claudio Urrea O. II. ROBOTS REDUNDANTES su movimiento prism tico, en el eje z, como se aprecia en la Fig.

8 2. Los robots redundantes corresponden a aquellos que poseen m s grados de libertad que los necesarios para realizar una determinada tarea [6, 7]. En los ltimos a os se ha prestado especial atenci n al estudio de los manipuladores redundantes, esta redundancia ha sido considerada como una caracter stica importante en el desempe o de tareas que requieren destreza comparable a la del brazo humano, por ejemplo, en aplicaciones de la tecnolog a espacial como en el SPDM4 componente esencial del Canadarm-2: Brazo robotizado dise ado por Canad para la Estaci n Espacial Internacional, como se se ala en la Fig.

9 1. FIGURA 2. Esquema de un manipulador robotizado con redundancia rotatoria y prism tica. Es posible generalizar la redundancia cinem tica en el plano x-y como se muestra en la Fig. 3, en donde la variable FIGURA 1. SPDM (Special Purpose Dexterous Manipulator). interna i establece el ngulo relativo entre dos eslabones adyacentes, y determinar la posici n del efector terminal de acuerdo a la Ec. (1) [9]. Si bien la mayor a de los manipuladores no redundantes disponen de los grados de libertad suficientes para realizar sus tareas principales, por ejemplo, el seguimiento de la posici n y/o la orientaci n, se sabe que su manipulabilidad yo restringida resulta en una reducci n del espacio de trabajo5, (x, y).

10 Debido a las limitaciones mec nicas de las articulaciones y ln a la presencia de obst culos en dicho espacio. Esto ha .. n Efector Terminal motivado a los investigadores a estudiar el comportamiento de los manipuladores al incorporar mayores grados de libertad (redundancia cinem tica), que consiguen cumplir l2. con tareas adicionales definidas por el usuario. Dichas 2. tareas pueden ser representadas como funciones l1. cinem ticas, incluyendo no s lo las funciones de la 1. cinem tica que reflejan algunas propiedades deseables del Base xo comportamiento del manipulador, como las caracter sticas de las articulaciones y la evasi n de obst culos, sino que FIGURA 3.