Planeación de trayectorias en vuelo de un manipulador industrial para el Laboratorio Fábrica Experimental UN
El presente trabajo de investigación se enfoca en la planeación de trayectorias para un sistema robótico industrial de ocho articulaciones utilizando la plataforma ROS para el desarrollo de un modelo virtual que permita comandar movimientos hacia el robot y sus ejes externos. Este sistema incluye un...
- Autores:
-
García Carrero, Julio César
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2017
- Institución:
- Universidad Nacional de Colombia
- Repositorio:
- Universidad Nacional de Colombia
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unal.edu.co:unal/62059
- Acceso en línea:
- https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/62059
http://bdigital.unal.edu.co/60916/
- Palabra clave:
- 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering
67 Manufactura / Manufacturing
ROS
Planeación de trayectorias
Mecanizado robotizado
Superficies de forma libre
Robótica colaborativa
Path planning
Robotic machining
Free-shaped surfaces
Collaborative robotics
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El presente trabajo de investigación se enfoca en la planeación de trayectorias para un sistema robótico industrial de ocho articulaciones utilizando la plataforma ROS para el desarrollo de un modelo virtual que permita comandar movimientos hacia el robot y sus ejes externos. Este sistema incluye una configuración única que no ha sido explorada previamente a través de herramientas de software similares. Para la validación del modelo virtual y de comunicación desarrollado se plantea la exploración experimental del sistema en aplicaciones de manufactura y de interacción básica con robots móviles. En el primer caso se aborda la generación de trayectorias utilizando 7 y 8 DOF para el mecanizado de superficies con forma libre o definición paramétrica. Las pruebas correspondientes se realizan sobre materiales blandos, adaptando una herramienta motorizada al manipulador industrial Motoman MH6 y usando una fresa cilíndrica de punta plana. Durante la trayectoria se lleva a cabo la interpolación de todos los ejes involucrados para alcanzar una orientación normal de la herramienta con respecto a cada punto de la superficie, proporcionando resultados satisfactorios en la calidad de la pieza. Igualmente se efectúan mediciones de velocidad y torque a los que se encuentran sometidos cada articulación, así como mediciones de precisión en el mecanizado de probetas fabricadas para validar las condiciones operativas del proceso. Por otra parte, en las pruebas básicas de interacción con un robot móvil (AGV) que se desplaza de manera autónoma de acuerdo a su algoritmo de navegación, se realiza una planeación continua de la trayectoria para mover el robot industrial hacia un objetivo dinámico correspondiente a la posición del AGV en cada instante. Esta situación evidencia un efecto de seguimiento en los robots definiendo una distancia de separación entre ellos. |
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Para la validación del modelo virtual y de comunicación desarrollado se plantea la exploración experimental del sistema en aplicaciones de manufactura y de interacción básica con robots móviles. En el primer caso se aborda la generación de trayectorias utilizando 7 y 8 DOF para el mecanizado de superficies con forma libre o definición paramétrica. Las pruebas correspondientes se realizan sobre materiales blandos, adaptando una herramienta motorizada al manipulador industrial Motoman MH6 y usando una fresa cilíndrica de punta plana. Durante la trayectoria se lleva a cabo la interpolación de todos los ejes involucrados para alcanzar una orientación normal de la herramienta con respecto a cada punto de la superficie, proporcionando resultados satisfactorios en la calidad de la pieza. Igualmente se efectúan mediciones de velocidad y torque a los que se encuentran sometidos cada articulación, así como mediciones de precisión en el mecanizado de probetas fabricadas para validar las condiciones operativas del proceso. Por otra parte, en las pruebas básicas de interacción con un robot móvil (AGV) que se desplaza de manera autónoma de acuerdo a su algoritmo de navegación, se realiza una planeación continua de la trayectoria para mover el robot industrial hacia un objetivo dinámico correspondiente a la posición del AGV en cada instante. Esta situación evidencia un efecto de seguimiento en los robots definiendo una distancia de separación entre ellos.Abstract: This research focuses on path planning for an industrial robotic system with eight joints using ROS in order to develop a virtual model to command the robot and its external axes movements. This system has a particular setup which has not been explored with similar software tools. For virtual and communication models validation it is proposed an experimental exploration of the system in manufacturing applications and basic interaction with mobile robots. In the first case, the trajectories generation with 7 and 8 DOF is approached for machining of free- shaped or parametric surfaces. The corresponding tests are performed on soft materials, with adapting a mototool to Motoman MH6 industrial manipulator and using a flat-cylindrical milling tool. All joints interpolate along the trajectory to achieve normal tool orientation for every point in the surface. It provides suitable results for part quality. Further, speed and torque measurements for each joint are registered, as well as machining precision measure- ments over test pieces to verify operating conditions in the process. Additionally, in the basic tests for interaction with a mobile robot (AGV) which moves autonomously according with its navigation algorithm a path is planned to move the industrial robot toward a dynamic target defined by the AGV’s instant position. This situation shows a tracking effect among the robots with a fixed distance between them.Maestríaapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Bogotá Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica Ingeniería MecatrónicaIngeniería MecatrónicaGarcía Carrero, Julio César (2017) Planeación de trayectorias en vuelo de un manipulador industrial para el Laboratorio Fábrica Experimental UN. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering67 Manufactura / ManufacturingROSPlaneación de trayectoriasMecanizado robotizadoSuperficies de forma libreRobótica colaborativaPath planningRobotic machiningFree-shaped surfacesCollaborative roboticsPlaneación de trayectorias en vuelo de un manipulador industrial para el Laboratorio Fábrica Experimental UNTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMORIGINAL1022964300.2017.pdfapplication/pdf3637327https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/62059/1/1022964300.2017.pdf0728fa032ea5ed4a3b04b4d8c53c961fMD51THUMBNAIL1022964300.2017.pdf.jpg1022964300.2017.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4476https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/62059/2/1022964300.2017.pdf.jpg62eaf03919071be412611c8cf1baf249MD52unal/62059oai:repositorio.unal.edu.co:unal/620592024-04-21 23:51:49.153Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co |