ing. robotica


PROYECTO FUNDAMENTOS DE ROBOTICA
SINEMATICA DIRECTA E INVERSA DEL MANIPULADOR KUKA KR 210 R3100 ULTRA
INTRODUCCION
La cinemática del robot estudia el movimiento del mismo con respecto a un sistema de referencia. Así, la cinemática se interesa por la descripción analítica del movimiento espacial del robot como una función del tiempo, y en particular por las relaciones entre la posición yla orientación de efector final del robot con los valores que toman sus coordenadas articulares.
Existen dos diferentes maneras para poder resolver la cinemática de un robot:
1. Cinemática directa (CD) y consiste en determinar cuál es la posición y orientación del efector final del robot, con respecto a un sistema de coordenadas que se toma como referencia, conocidos los valores de lasarticulaciones y los parámetros geométricos de los elementos del robot.
2. Cinemática inversa (CI), resuelve la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación del extremo conocidas.

Denavit y Hartenberg (DH) propusieron un método sistemático para descubrir y representar la geometría espacial de los elementos de una cadena cinemática, y en particular de un robot, con respecto aun sistema de referencia fijo. Este método utiliza una matriz de transformación homogénea para describir la relación espacial entre dos elementos rígidos adyacentes, reduciéndose el problema cinemático directo a encontrar una matriz de transformación homogénea 4x4 que relacione la localización espacial del extremo del robot con respecto al sistema de coordenadas de su base.
Por otra parte, lacinemática del robot trata también de encontrar las relaciones entre las velocidades del movimiento de las articulaciones y las del extremo. Esta relación viene dada por el modelo diferencial expresado mediante la matriz Jacobiana.

OBJETIVO
El objetivo de esta practica es aplicar todo el conocimiento adquirido en clase, para asi obtener un mejor comprendimiento sobre los temas vistos.
Esto sellevara acabo mediante la obtencion de la cinematica directa e inversa junto con el analisis dinamico de un manipularo industrial de 6 GL.
DESARROLLO
Primeramente para este proyecto seleccionamos un manipulador industrial a nuestro gusto y respetando la restricción de los 6 GL, en este caso se escogió el manipulador KR 210 R3100 ULTRA de la marca KUKA.
Una vez seleccionado el manipulador serevisa su hoja de datos (Figura 2) esto para saber todas las dimensiones y así poder realizar nuestro diagrama de alambre de manera correcta (Figura 3) y se realiza en modelo en solidworks para próximas comprobaciones.






Nota: De acuerdo con la hoja de datos de nuestro manipulador se toma una consideración especial en la unión entre la tercera y cuarta revoluta, hay un offset de 43 que sepuede observar en la hoja de datos (Figura 3.1), el offset es negativo y por lo tanto a nuestra consideración solo restamos el offset a la magnitud del segundo eslabón, por lo tanto en nuestro diagrama de alambre ya no se pone ese offset.

Ya que se obtuvo el diagrama de alambre, para poder definir todos los sistemas de coordenadas y así obtener nuestra tala de parámetros necesaria paraconseguir las matrices DH.
Tener en cuenta las siguientes definiciones y representación gráfica (Figura 4):
Øi Angulo de rotación del par cinemático
di Traslación a lo largo del par cinemático
ai Longitud del eslabón
αi Angulo de giro del eslabón o torsión del eslabón

1. Definir el número de eslabones.
2. Definir un sistema coordenado fijo en la base del mecanismo este sistema será el Ø0.3. Los pares cinemáticos se enumeran a partir de la unión entre los eslabones. De esta forma el par cinemático 1 estará entre 0 y 1.
4. Los desplazamientos Ø1 y d1 se realiza sobre z.
5. Desplazamientos α1 y a1 se realiza sobre x.
6. El primer desplazamiento de par cinemático es Ø1 o d1 lo que implica que el primer par cinemático del sistema coordenado O1 estará sujeto al punto más cercano del...