SEMANAS 13/14: trabajo fin de curso

OBJETIVO 1: utilizar el mayor número posible de las herramientas estudiadas durante el cursoOBJETIVO 2: proponer soluciones originales y/o ingeniosas a un problema que requiere sintetizar lo estudiado en el curso.

Trabajo 1: control cinemático de la posición

Dos brazos robot se alternan en la recogida y entrega de una pieza, en las condiciones que se reflejan en la siguiente simulación:

Proyecto Fin de Curso FDMA - 2019-11-28.mp4
Tarea a reproducir: dos robots se alternan en un proceso de pick'n'place, simulación cortesía de D. Peter Przybilski.

Nos embarcamos en un proyecto para sustituir esos robots por sendos modelos ABB irb-120, situados en la misma posición aproximadamente que los actuales (posiciones R1 y R2 de la figura), y fijados en un soporte elevado a la altura de la mesa donde están las piezas. Las posiciones de recogida (A) y de depósito de las piezas (B1 y B2) sí que son fijas y no de pueden modificar (ver figura, en mm).

Además el efector final del video se sustituirá por una ventosa neumática como la de la figura, fijada al último eslabón del robot. Esencialmente el efecto de la herramienta es alargar el eslabón en 4.22 pulgadas.

Nuestro objetivo es generar las trayectorias para que los nuevos robots realicen la misma operación.

Fases del trabajo:

  • Análisis dimensional del problema y definición de la ubicación definitiva de los robots.
  • Generación de la trayectoria del R1 y visualización de resultados, con varias opciones:
    • representación gráfica de las variables más significativas
    • visualización del movimiento espacial de la pieza
    • visualización del brazo robot
    • visualización simultánea de robot y pieza
  • Si la simulación se hace contra un modelo dinámico, generar resultados complementarios, p.e.:
    • Estudio de velocidades/aceleraciones
    • Esfuerzos en los accionamientos
  • Lo mismo, para el R2.
  • Diseñar algún mecanismos de coordinación de las trayectorias entre R1 y R2

La entrega de resultados se hará en esta web, como los anteriores del curso.

Trabajo 2: trayectorias de orientación

Se quiere utilizar un robot modelo ABB irb-120 para colocar un sensor inercial (IMU, que funcionan así...) como el de la figura en una orientación arbitraria en el espacio. La única condición que se tiene es no utilizar, a ser posible, los últimos tres ejes del robot, obteniendo la orientación buscada con los ejes 1, 2 y 3, y en ese orden preferentemente.

El motivo de este diseño es que los IMUs tienen sensores de campo magnético que se pueden ver influídos por los campos generados por los motores del propio robot. Para aminorar este efecto intentamos poner al IMU en la orientación deseada con los motores más alejados del efector final.

El sensor se fija al efector final como se detalla en la figura, mediante una barra que aleja el centro del IMU 50mm, y lo eleva 20mm sobre el eje del último eslabón. La orientación que se le quiera dar al sensor en cada momento estará referida al del robot.

Nuestro problema es el siguiente: dada una orientación espacial, definida por ejemplo en ángulos de Euler, encontrar la solución (o soluciones) cinemáticas del robot que ponen al sensor en dicha orientación.

A partir de la solución anterior se podría intentar resolver también:

  1. Dada una segunda orientación deseada, definir una trayectoria articular para alcanzarla. Utilizarla para mover el robot y obtener las trayectorias cartesianas del sensor.
  2. Si para cada orientación recorrida quisieramos representar un número entre 0 y 10 (un mapa de color), pensar en una visualización interesante (buscar imágenes tipo "spherical colormap" como inspiración).

Entrega de archivos (informe + otras cosas)