Ingeniera en Mecatrnica, Castro Mora Patricia Nicole, Pierre Pinilla Jan. Robotica - Tarea 1

Robtica Tarea 1Patricia Nicole Castro Mora Jan Pierre Pinillapcastro10@alumnos.utalca.cl, jpinilla10@alumnos.utalca.cl Ingeniera en Mecatrnica, Facultad de Ingeniera Curic, Universidad de Talca

Resumen El presente informe tiene como objetivo presentar y mostrar las caractersticas fsicas y volumtricas del robot MOTOMAN YR-SK6 y a partir de estas resolver el problema cinemtico directo utilizando los parmetros de Denavit-Hartenberg obteniendo as la matriz de transformacin homognea del robot la que permitir determinar la posicin del extremo del manipulador con respecto a la base obteniendo trayectorias definidas.

Palabras Claves: MOTOMAN YR-SK6, DenavitHartenberg, Problema Cinemtico Directo. IntroduccinUn robot est compuesto de un cuerpo rgido formado por eslabones mviles unidos entre s por articulaciones que permiten al robot la realizacin de alguna tarea en especfico con un cierto grado de libertad dentro de su espacio de trabajo.Un manipulador puede ser controlado manualmente desde su consola de programacin o remotamente desde una computadora o puerto para as darle tareas definidas, estas pueden ser variadas ya sea soldar, pintar, tomar piezas etc. Sus movimientos pueden ser definidos mediante un modelo cinemtico o dinmico. En esta ocasin se ocupara el modelo cinemtico directo para obtener la posicin del extremo del manipulador mediante parmetros establecidos. Para obtener este punto primero se deben conocer las caractersticas fsicas del manipulador.

I DIMENSIONES FISICAS MOTOMAN K3

La siguiente tabla nos muestra las caractersticas bsicas del YR-K6

Modo de operacinVertical articulado

Carga til6Kg

Grados de libertad6

Rango de movimientoEje S(Torneado)340

Eje L(Brazo inferior)240

Eje U(Brazo Superior)270

Eje R(Mueca roll)360

Eje B(Mueca pitch/yaw)270

Eje T(Giro de mueca)400

Mxima velocidadEje S1.92 rad/s 110/s

Eje L1.57 rad/s 90/s

Eje U1.92 rad/s 110/s

Eje R4.19 rad/s 240/s

Eje B3.14 rad/s 180/s

Eje T6.98 rad/s 400/s

Masa180 Kg

Especificaciones del Manipulador

La siguiente imagen muestra las partes del manipulador y sus ejes de trabajo.

Imagen1 - Representacin del movimiento de las articulaciones en sus ejes de giro.

En La tabla se muestran las dimensiones de los eslabones ms relevantes del manipulador medidas desde sus ejes entre articulaciones aproximadas del modelo real. Se pueden comparar con la imagen 2.

Distancias entre ejes de articulaciones

d1 (base a eje 1) vertical530mm

d2 (eje 1 a eje 2) vertical450mm

d3 (eje 2 a eje 3) vertical115mm

a1 (eje 2 a eje 3) horizontal100mm

a2 (eje 3 a eje 4) horizontal630mm

a3 (eje 4 a eje 5) horizontal95mm

Imagen2 manipulador dimensionado en mm.

II VOLUMEN DE TRABAJO

El volumen de trabajo del manipulador es en el lugar donde realiza su tarea y est definido por el lmite de movimiento de cada elemento y cada articulacin.

Imagen3 vista lateral espacio de trabajo

Imagen4 vista superior espacio de trabajo

En las imgenes 3 y 4 se puede apreciar el espacio de trabajo del motoman YR-k6 delimitado ya sea por el largo de sus brazos o por el giro de sus articulaciones.

III RESOLUCION PROBLEMA CINEMTICO DIRECTO POR DENAVIT - HARTENBERG

A continuacin se muestra la resolucin del problema cinemtico directo mediante el convenio de conexin de elementos contiguos de Denavit - Hartenberg.

Imagen5 Localizacin de los ejes para cada articulacin

da

190

200

390

40-90

5090

6000

Una vez tabulados los ngulos y las longitudes de cada articulacin y eslabn, pasamos a presentarlo de forma matricial.

Una vez establecidas las matrices A; las cuales son las matrices de transformacin homognea que representan la posicin y orientacin relativa entre dos sistemas asociados consecutivos, pasamos a calcular la matriz T que considera todos los grados de libertad del robot

Como la complejidad de la resolucin de matrices es alta se utiliz Matlab para calcular la matriz homognea total, el resultado se muestra a continuacin:

IV IMPLEMENTACIN DE TRAYECTORIAS

Para implementar las trayectorias de realizaron laboratorios en los cuales aprendimos a programar el manipulador. Siguiendo determinados pasos podemos mover cada una de las articulaciones del manipulador creando as una secuencia de movimientos que al unirlos pueden realizar una tarea predeterminada.

El primer paso para trabajar con el manipulador es encenderlo activando el interruptor principal que se encuentra en el panel frontal

Imagen6 Panel frontal

Una vez que se encuentre encendido revisamos que se encuentren seleccionados los botones de TEACH y STEP del panel frontal que son los que nos permitirn trabajar con las articulaciones. Luego nos fijamos que en el control remoto o Teach Pendant.

Imagen7 Teach Pendant

Elegimos coordenadas lineales (joint) con la tecla COORD y ajustamos a velocidad Rpida (fst) con la tecla MAN SPD.

Luego revisamos que l manipulador se encuentre en la posicin cero, siguiendo los siguientes pasos:

1. Se presionar el botn verde del teach pendant (SERVO POWER ON) durante 3 segundos.2. Activar ENABLE.3. Pulsar CUSTOMER.4. Pulsar F3 (spec pt).5. Pulsar F1 (chg posn).6. Verificar que se encuentre seleccionado el sistema de coordenadas manual (joint), usando la tecla COORD.7. Ajuste manualmente la velocidad de med (usando las teclas MAN SPD).8. Mantenga pulsada la tecla FWD. El robot se mover a la posicin inicial. Al alcanzar el punto cero de mquina el brazo se detendr.10. Presione F5 (QUIT).

Ahora una vez revisado podemos crear un nuevo trabajo. Con los siguientes pasos.

1. Pulse la tecla DISP para llegar al men principal y luego la tecla SELECT.2. Presionar F2 (NEW JOB). Utilice las teclas Shift (tecla de flecha arriba al lado de las teclas de men) para acceder al siguiente nivel del men que a los caracteres del alfabeto y para agregar nmeros existe un teclado en el teach pendant.3. Seleccione F1 (ABC).4. Oprima la tecla Shift.5. Utilice las teclas de cursor para seleccionar el carcter deseado.6. Pulse ENTER para escribir el carcter de la lnea de entrada7. Repita los caracteres del alfabeto deseadas.8. Use la tecla Shift para volver al primer nivel de men.9. Pulse F5 (salir) para salir del men de edicin.10. Pulse ENTER para guardar el nombre del trabajo.

Finalizados estos pasos solo debemos programar el manipulador. Seleccionamos como referencia la primera coordenada en el punto de inicio del manipulador y seleccionamos una velocidad de un 25%. Movemos articulaciones hasta crear una secuencia de movimientos que nos permitan realizar una tarea.

Las tareas realizadas fueron:

Tarea 1: tomar un objeto de un lugar y llevarlo a otra posicin.Tarea2: serie de movimientos que permitiran al posicionar objetos pesados.Tarea 3: golpear una pelota.Cuando se terminan de programar las tareas se utilizan las paradas de emergencia del Teach Pendant y del panel frontal para cambiar al modo que nos permitir ejecutar el trabajo de manera secuencial.Se oprimen lo botones de PLAY y CYCLE, se selecciona el trabajo y se oprime el botn START.En esta opcin el manipulador debera repetir todos los movimientos guardados en cada tarea y crear una secuencia para que la realice.

V CONCLUCIONES

VI REFERENCIAS

[1] http://www.robots.com/motoman/sk6 [2] Jorge A. Guerrero Rivas - Puesta en marcha manipulador MOTOMAN K3