Robotica

Control Teaching de un Brazo Robot de Cinco Grados de Libertad
Michel Ibáñez a610221@upc.edu.pe Christian R. Reátegui amoran@upc.edu.pe

Asesor: Ing. Antonio Moran amoran@upc.edu.pe Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC) Av. Prolongación Primavera 2390, Monterrico, Surco, Lima

RESUMEN El presente proyecto se enfoca al control de un robot manipulador por medio de una computadora.Sin disponer de la información de software ni de hardware del fabricante se procedió a diseñar y elaborar los circuitos, interfases y programas que conforman el sistema de control del brazo robot, así como la integración del mismo. El robot se controla de manera que aprende trayectorias definidas por el usuario para después ejecutarlas en forma repetitiva y en tiempo real OBJETIVOS 1. Diseñar elsistema de control de un brazo robot de 5 grados de libertad con movimiento tridimensional. 2. Desarrollar un sistema de programación de teaching de trayectorias a ser reproducido por el robot. 3. Desarrollar un protocolo de comunicación entre el brazo robot y una computadora para transmitir la información de posición en cada instante INTRODUCCIÓN El desarrollo de la automatización especialmente enlos procesos en línea, en los cuales se incluye la acción de los robots manipuladores ha permitido al hombre facilitar sus labores e incrementar su productividad, esto es al realizar trabajos repetitivos que requieran precisión o

realizar labores que ponen en peligro la vida o las dos cosas al mismo tiempo. Para realizar estas funciones es importante dotar al brazo robot de las herramientasnecesarias para su correcto control. Como todo sistema, se tiene variables de entrada, de salida y el proceso requerido para manejar estar señales así como una retroalimentación, para configurar un sistema de lazo cerrado estable. Las señales son procesadas por la computadora mediante un programa con interfase para usuario que permite ingresar las trayectorias y muestra en tiempo real el movimientodescrito por el brazo. Además entre el brazo y la PC tiene que haber interfaces para tratar las señales, es decir, las señales de entrada tienen que ser para que la computadora pueda leerlas y las de salida tiene que ser amplificadas para que el brazo robot pueda moverse. EL BRAZO ROBOT El brazo robot utilizado en este proyecto es el Mitsubishi RM-501 que posee 5 grados de libertad, los cuales estándenotados por sus similares al ser humano, estos son: cintura, hombro, codo, muñeca-elevación y muñeca-giro. Además posee una tenaza que permite coger objetos. En la Figura 1 muestra la vista general del brazo robot indicando los movimientos relativos a cada grado de libertad.

ESTRUCTURA GENERAL DEL SISTEMA DE CONTROL
Muñeca Roll Q5 Muñeca pitch Q4 Codo Q3

Para comprender el sistema decontrol del brazo robot se tiene que conocer las variables o señales que intervienen y el flujo de información que circula a través dicho sistema. La variable de entrada es la posición del brazo y la señal es obtenida por medio de los encoders, la variable de salida es el movimiento de las articulaciones del brazo y es obtenida por medio del funcionamiento de los motores DC. El controlador y elencargado de procesar estas señales es el software (programa) instalado en la PC. Para que estos datos puedan fluir entre la PC y el brazo se necesitan interfaces que conecten ambos equipos. Para ello, se uso un PIC que lee el tren de pulsos de los encoders, y envía esta información vía TX serial determinado por un protocolo de comunicación establecido entre la PC y el PIC. La señal que va hacia losmotores sale del puerto paralelo de la PC y tiene que ser amplificada por medio de un circuito de potencia conformado por un arreglo de Puentes H. Finalmente para aislar la tarjeta de potencia y el puerto paralelo y evitar que este ultimo resulte afectado por alguna falla se uso optocopladores. En la Fig. 3 se muestra la estructura general del sistema de control:

Hombro Q2

Cintura Q1...