Puesta en marcha virtual, del robot delta de la Universidad Santo Tomás, utilizando el módulo Mechatronics Concept Designer del Software Nx

Un robot de arquitectura paralela tipo delta está conformado por tres cadenas cinemáticas que se unen en un efector final. Este tipo de disposición otorga al robot la capacidad de moverse a altas velocidades y aceleraciones, siendo utilizado principalmente en operaciones de pick and place. Para que...

Full description

Autores:
Ariza Cifuentes, Cristian David
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Santo Tomás
Repositorio:
Repositorio Institucional USTA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.usta.edu.co:11634/43053
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/11634/43053
Palabra clave:
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Digital twins
Direct kinematics
Inverse kinematics
TCP communication
Robótica
Tecnología
Redes de computadores
Robot paralelo
Gemelos digitales
Cinemática directa
Cinemática inversa
Comunicación TCP
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description Un robot de arquitectura paralela tipo delta está conformado por tres cadenas cinemáticas que se unen en un efector final. Este tipo de disposición otorga al robot la capacidad de moverse a altas velocidades y aceleraciones, siendo utilizado principalmente en operaciones de pick and place. Para que el efector final se desplace en una línea recta dentro del volumen de trabajo, es necesario realizar transformaciones cinemáticas al dominio de los actuadores, en este caso movimientos rotacionales. En la generación de estas trayectorias es necesario el uso de la cinemática directa e inversa aplicando perfiles suavizados de velocidad. La nube de puntos es obtenida mediante un código desarrollado en C#, esta enviada al gemelo virtual, implementado en el software NX®, por medio de comunicación TCP. La trayectoria calculada es transmitida a los servomotores virtuales para la generación de movimientos en las extremidades del robot que convergen al efector final, en el cual se encuentra el punto de análisis cinemático. A fin de verificar la generación de trayectorias lineales con perfiles suavizados de velocidad por el código, se implementa un sensor virtual en el efector final, el cual otorga datos de tiempo y posición en el punto a analizar. Al graficar los puntos obtenidos se comprueba que la trayectoria tiene periodos de aceleración y desaceleración acordes a lo planteado. Estos datos también son útiles para realizar una comparativa entre lo que calcula el código y lo que ejecuta el software comprobando que la simulación y sus datos son confiables y que los parámetros establecidos de ensamble y puesta en marcha para el gemelo virtual son adecuados. Al tener certeza que el código genera trayectorias lineales correctas, con la seguridad que no tendrá movimientos que comprometan su estructura y buen funcionamiento.
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Este tipo de disposición otorga al robot la capacidad de moverse a altas velocidades y aceleraciones, siendo utilizado principalmente en operaciones de pick and place. Para que el efector final se desplace en una línea recta dentro del volumen de trabajo, es necesario realizar transformaciones cinemáticas al dominio de los actuadores, en este caso movimientos rotacionales. En la generación de estas trayectorias es necesario el uso de la cinemática directa e inversa aplicando perfiles suavizados de velocidad. La nube de puntos es obtenida mediante un código desarrollado en C#, esta enviada al gemelo virtual, implementado en el software NX®, por medio de comunicación TCP. La trayectoria calculada es transmitida a los servomotores virtuales para la generación de movimientos en las extremidades del robot que convergen al efector final, en el cual se encuentra el punto de análisis cinemático. A fin de verificar la generación de trayectorias lineales con perfiles suavizados de velocidad por el código, se implementa un sensor virtual en el efector final, el cual otorga datos de tiempo y posición en el punto a analizar. Al graficar los puntos obtenidos se comprueba que la trayectoria tiene periodos de aceleración y desaceleración acordes a lo planteado. Estos datos también son útiles para realizar una comparativa entre lo que calcula el código y lo que ejecuta el software comprobando que la simulación y sus datos son confiables y que los parámetros establecidos de ensamble y puesta en marcha para el gemelo virtual son adecuados. Al tener certeza que el código genera trayectorias lineales correctas, con la seguridad que no tendrá movimientos que comprometan su estructura y buen funcionamiento.A delta-type parallel architecture robot is made up of three kinematic chains that come together in an end effector. This type of arrangement gives the robot the ability to move at speeds and accelerations, being used mainly in pick and place operations. In order for the final effect to move in a straight line within the work volume, it is necessary to perform kinematic transformations in the domain of the actuators, in this case rotational movements. In the generation of these trajectories, the use of direct and inverse kinematics is necessary, applying smoothed velocity profiles. The point cloud is obtained by means of a code developed in C#, it is sent to the virtual twin, it is implemented in the NX® software, through TCP communication. The calculated trajectory is transmitted to the virtual servomotors for the generation of movements in the extremities of the robot that converge to the final effect, in which the kinematic analysis point is located. In order to verify the generation of linear trajectories with speed profiles smoothed by the code, a virtual sensor is implemented in the final effect, which provides time and position data at the point to be analyzed. When plotting the points obtained, it is verified that the trajectory has periods of acceleration and deceleration according to what has been proposed. These data are also useful to make a comparison between what the code calculates and what the software executes, verifying that the simulation and its data are reliable and that the set and start-up parameters established for the virtual twin are adequate. By being certain that the code generates correct linear trajectories, with the certainty that it will not have movements that compromise its structure and proper functioning.Ingeniero MecánicoPregradoapplication/pdfspaUniversidad Santo TomásPregrado Ingeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Acceso restringidoinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_16ecPuesta en marcha virtual, del robot delta de la Universidad Santo Tomás, utilizando el módulo Mechatronics Concept Designer del Software NxParallel robotDigital twinsDirect kinematicsInverse kinematicsTCP communicationRobóticaTecnologíaRedes de computadoresRobot paraleloGemelos digitalesCinemática directaCinemática inversaComunicación TCPTrabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionFormación de Recurso Humano para la Ctel: Trabajo de grado de Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCRAI-USTA Bogotá“Robots industriales en la industria colombiana.” [Online]. Available: http://www.metalmecanica.com/temas/En-Colombia-hay-menos-de-un-robotindustrial-por-cada-10000-trabajadores+120347. [Accessed: 31-Aug-2020].G. Ubaldo, “Torque Analysis Of A Three Translational Degrees of freedom Parallel Manipulator,” 2013.J. E. Cortés Barrantes, “Diseño óptimo dimensional de una máquina-robot de arquitectura paralela tipo delta para aplicaciones pick and place.” p. 56, 2013.W. Muñoz and J. Nieto, “Diseño Mecánico de un Robot de Arquitectura Paralela Tipo Delta de 3 DOF,” p. 212, 2014.“Puesta en marcha virtual aplicada al robot delta de la universidad Santo Tomás.” [Online]. Available: https://repository.usta.edu.co/handle/11634/701. [Accessed: 25- Oct-2020].“Puesta en marcha virtual de máquinas con NX Mechatronics Concept Designer - infoPLC.” [Online]. Available: https://www.infoplc.net/descargas/107- siemens/software-step7-tiaportal/tia-portal/2971-siemens-puesta-marcha-virtualmaquinas-nx-mechatronics-concept-designer-simatic-machine-simulator. 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Aguirre, «DESARROLLO DE UNA APLICATIVO PARA LA GENERACIÓN DE TRAYECTORIAS DEL ROBOT TIPO DELTA DE LA UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS,» 2021.CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/4/license_rdf217700a34da79ed616c2feb68d4c5e06MD54open accessLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8807https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/5/license.txtaedeaf396fcd827b537c73d23464fc27MD55open accessORIGINAL2022cristianariza.pdf2022cristianariza.pdfTrabajo de Gradoapplication/pdf2980623https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/1/2022cristianariza.pdfda93a3e56e118115ccb25751d1f7c1bbMD51open accessFormato - Carta CRAI_Cristian_Ariza.pdfFormato - Carta CRAI_Cristian_Ariza.pdfCarta aprobación facultadapplication/pdf125255https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/2/Formato%20-%20Carta%20CRAI_Cristian_Ariza.pdfb96a32f603ffce42610d7f3756aa2349MD52metadata only accessCarta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdfCarta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdfCarta derechos de autorapplication/pdf954850https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/3/Carta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdf7d2f4c58133afd8880ff964713cdcfc7MD53metadata only accessTHUMBNAIL2022cristianariza.pdf.jpg2022cristianariza.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg4038https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/6/2022cristianariza.pdf.jpgd3287bbce6c0152a1b45427bc8fc22d9MD56open accessFormato - Carta CRAI_Cristian_Ariza.pdf.jpgFormato - Carta CRAI_Cristian_Ariza.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6946https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/7/Formato%20-%20Carta%20CRAI_Cristian_Ariza.pdf.jpg8c75cf4536c9c2b927221ff914cef452MD57open accessCarta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdf.jpgCarta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7839https://repository.usta.edu.co/bitstream/11634/43053/8/Carta_autorizacion_autoarchivo_autor_2021-1.pdf.jpge9fab0b476fb84a3fe632c5027c5fdafMD58open access11634/43053oai:repository.usta.edu.co:11634/430532022-10-10 16:47:35.563open accessRepositorio Universidad Santo Tomásrepositorio@usantotomas.edu.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