Resumen

Este trabajo de investigación describe en detalle los modelos matemáticos para la cinética directa e inversa de un robot manipulador con tres grados de libertad, con el objetivo de determinar la posición para cada una de las articulaciones del robot, así como las posiciones que puede alcanzar la extremidad final. El modelo fue desarrollado utilizando matrices de transformación homogéneas y parámetros Denavit-Hartenberg, así como métodos numéricos para verificar la eficiencia de los modelos propuestos. El modelo desarrollado presenta dos soluciones, lo que hace compleja su implementación, ya que es necesario un proceso de decisión. Este desarrollo es el resultado del proyecto de investigación "Diseño e implementación de un Robot Manipulador con tres grados de libertad con fines educativos", aprobado por la Conadi en la convocatoria de proyectos de investigación 2009. El proyecto está a cargo del grupo de investigación en Automatización Industrial del programa de Ingeniería Electrónica de la Universidad Cooperativa de Colombia.

INTRODUCCIÓN

Los robot industriales y los sistemas asistidos por computador son la última tendencia en la automatización de los procesos de fabricación, ya que los avances en el campo de los sensores permiten desarrollar tareas cada vez más sofisticadas.

El uso de robots en la industria es amplio, ya que permite realizar tareas que son peligrosas o monótonas para los seres humanos; este es el caso del robot industrial que se utiliza para la limpieza en las subestaciones eléctricas, en las que se trabaja con sistemas de alta tensión [1, 2].

Los robots manipuladores se caracterizan por tener limitaciones de diseño relacionado con la estabilidad y la distribución de equilibrio y peso. Otra consideración importante en el diseño de robots manipuladores es el análisis cinemático, debido a que implica calcular las posiciones relativas entre el sistema de coordenadas unida a las partes móviles con respecto a un solo sistema de coordenadas, lo cual causa un aumento de la incertidumbre y el error acumulado en las transformaciones. Como consecuencia de ello se afecta la precisión en el posicionamiento y seguimiento de las trayectorias del manipulador. Es importante destacar que generalmente el análisis de la cinemática se aborda de forma directa para así calcular la posición del punto final del robot como función de los valores articulares (ángulos) y de forma inversa para calcular el valor de las coordenadas articulares como función de la posición final; este procedimiento es importante, ya que permite posicionar el robot en un punto dentro de su volumen de trabajo.

• Materias:Cinemática directa de robots Cinética Modelado matemático Robots
• Subjects:Direct robot kinematics Kinetics Mathematical modeling Robot
• Palabras claves:Cinética directa; Cinética inversa; Control de robots; Manipulación; Métodos numéricos
• Keywords:Direct kinetics; Inverse kinetics; Robot control; Handling; Numerical methods