fundamentos de robÓtica
TRANSCRIPT
![Page 1: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/1.jpg)
FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA
Universidad Nacional de ColombiaSede Medellín Escuela de física
Emmanuel Angel Cardona [email protected]
Abril del 2018
![Page 2: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/2.jpg)
CINEMÁTICA DIRECTA E INVERSA
![Page 3: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/3.jpg)
SCARA “El robot SCARA fue introducido en líneas comerciales de producción en el año 1981 y hasta ahora ofrece el mejor precio/desempeño en las aplicaciones de alta velocidad. El sistema de montaje flexible japonés, basado en el robot SCARA, genera un boom mundial en producciones de electrónicos pequeños, creando productos que impulsaron la economía y cambiaron el mundo.”
http://vinssa.com/robot-scara
![Page 4: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/4.jpg)
SCARA (Selective Compliant Assembly Robot Arm)
Esquema cinemático
➔ 3 Grados de libertad➔ Rápidos ciclos de trabajo ➔ Excelente repetitividad ➔ Gran capacidad de carga ➔ Amplio campo de aplicación
![Page 5: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/5.jpg)
VS
![Page 6: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/6.jpg)
● Más rápidos y sencillos ● Más caros ● Sistemas de control más
complejos ● Área de trabajo circular● Cargas pequeñas ● Fácil adaptación para
trabajo subacuático
SCARA vs Cartesiano
● Ecuaciones de control son más simples que las de un brazo robótico
● Área de trabajo rectangular
● Mayor precisión ● Cargas grandes ● Dificil adaptación para
trabajo subacuático
![Page 7: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/7.jpg)
PICK AND PLACE
![Page 8: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/8.jpg)
Valor de las coordenadas
articulares (junta)
Px,Py,Pz(q1,q2,...qn)
Posición y orientación del
extremo del robot
q1,q2,..qn(Px,Py,Pz)
Cinemática directa
Cinemática inversa
![Page 9: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/9.jpg)
Solución del problema cinemático directo. ● Diseño y construcción del brazo robótico● Aplicación del algoritmo de Denavit Hartenberg
![Page 10: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/11.jpg)
Tomada de :Kinematic Modeling and Simulation of a SCARA Robot by Using Solid Dynamics and Verification by MATLAB/Simulink
![Page 12: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/12.jpg)
Parámetros D-H (Demostrar)
![Page 13: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/13.jpg)
Matriz que relaciona el origen con la herramienta(Demostrar)Luego de obtener los parámetros D-H, se calculan las matrices de traslación y después se obtiene una matriz que relaciona el origen del robot con la posición de la herramienta.
![Page 14: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/14.jpg)
Ecuaciones cinemáticas directas.
![Page 15: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/15.jpg)
El problema cinemático inverso. (Demostrar)Para encontrar las ecuaciones para la cinemática inversa, basta con despejar theta1 y theta2 de las ecuaciones de cinemática directa
![Page 16: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/16.jpg)
El problema cinemático inverso no tiene solución única: -Codo arriba -Codo abajo.
![Page 17: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/17.jpg)
Codo arriba
![Page 18: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/18.jpg)
Codo abajo
![Page 19: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/19.jpg)
EV3DEV + PYTHON + KINEMATICSEscribir un código en python3 que permita : (.py)
- Encontrar las posiciones Px,Py de la herramienta del manipulador, ingresando por consola el valor de theta1 y theta2.
- Encontrar el valor theta1 y theta2 ingresando por consola el valor Px y Py
Pruebas de angulos de rotacion (.pdf)
En una hoja milimetrada calcular el error absoluto entre un Px,Py teórico (DK) y un Px,Py experimental para cierto ángulos dados (ver siguiente diapositiva).
Demostraciones (.pdf)
Realice todas las demostraciones de matrices y ecuaciones.
![Page 20: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/20.jpg)
Pruebas de angulos de rotacion.
![Page 21: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/21.jpg)
6 grados de libertad
![Page 22: FUNDAMENTOS DE ROBÓTICA](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022012506/61829ca30c83b218c75180cd/html5/thumbnails/22.jpg)
Bibliografía1. Wikipedia, Robot de coordenadas cartesianas
https://es.wikipedia.org/wiki/Robot_de_coordenadas_cartesianas 2. Robots, scara vs cartesian3. https://www.robots.com/blogs/which-is-better-scara-vs-cartesian-robots 4. 5. Westerland, Lars (2000). The Extended Arm of Man, A History of the Industrial Robot6. Denavit, Jacques; Hartenberg, Richard Scheunemann (1955). "A kinematic notation for lower-pair
mechanisms based on matrices". 7. Spong, Mark W.; Vidyasagar, M. (1989). Robot Dynamics and Control. New York: John Wiley &
Sons8. Jaime A. Guzmán; Andrés F. Gutiérrez; Juan D. Meza (2011). “Study and modeling of a Lego
robotic arm with three degrees of freedom”9. John J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control (3rd Edition)