ANÁLISIS DEL MODELO DINÁMICO DE UN MANIPULADOR ROBÓTICO INDUSTRIAL EN REFERENCIA AL DISEÑO DE SU SISTEMA DE CONTROL
El campo de conocimientos correspondientes a la “Dinámica” coloca su énfasis en el análisis del movimiento de los cuerpos teniendo en cuenta las causas que lo producen. En este sentido, el “Modelo Dinámico” de un robot manipulador estudia la relación entre el movimiento producido en el robot y los pares/fuerzas aplicadas por los accionadores en las articulaciones de este. Para obtener esta importante relación es fundamental la construcción del modelo dinámico, el cual permite vincular matemáticamente las siguientes cuestiones: I. La localización del robot definida por sus variables articulares o coordenadas de su extremo, y sus derivadas (velocidad y aceleración). II. Los pares y fuerzas aplicados en las articulaciones o extremo del robot. III. Los parámetros dimensionales del robot (longitudes, masas e inercia de sus elementos. En el presente artículo se trabaja sobre la obtención del modelo dinámico del robot manipulador, a los efectos de explicar ciertos fenómenos físicos presentes en su estructura mecánica, y que son sustanciales a la hora de acometer la importante tarea de diseño y evaluación de dicha estructura, a saber: “Efectos Inerciales” – “Fuerzas Centrípetas y de Coriolis” – “Par Gravitacional” y “Fricción”. El modelo matemático que se obtiene, por lo general se expresa mediante una serie de ecuaciones diferenciales de 2do orden, cuya integración proporciona el tipo de movimiento que surge al aplicar fuerzas; o que fuerzas hay que aplicar para alcanzar un cierto movimiento. A modo de ejemplo, se implementa el algoritmo computacional de Lagrange en Matlab, haciendo uso del toolbox correspondiente propio de robótica.
ANÁLISIS DEL MODELO DINÁMICO DE UN MANIPULADOR ROBÓTICO INDUSTRIAL EN REFERENCIA AL DISEÑO DE SU SISTEMA DE CONTROL
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DOI: 10.37572/EdArt_2809263071
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Palavras-chave: Modelo Dinámico, Formulación Lagrangiana, Algoritmo Computacional.
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Keywords: Dynamic Model, Lagrangian Formulation, Computational Algorithm.
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Abstract:
The field of knowledge corresponding to “Dynamics” places its emphasis on the analysis of the movement of bodies taking into account the causes that produce it. In this sense, the "Dynamic Model" of a manipulative robot studies the relationship between the movement produced in the robot and the pairs / forces applied by the actuators in its joints. In order to obtain this important relationship, the construction of the dynamic model is fundamental, which allows the following questions to be mathematically linked: I. The location of the robot defined by its articular variables or coordinates of its end, and its derivatives (speed and acceleration). II. The torques and forces applied to the joints or end of the robot. III. The dimensional parameters of the robot (lengths, masses and inertia of its elements. In this article we work on obtaining the dynamic model of the manipulator robot, in order to explain certain physical phenomena present in its mechanical structure, and which are substantial when undertaking the important task of design and evaluation of said structure, namely: "Inertial Effects" - "Centripetal and Coriolis Forces" - "Gravitational Pair" and "Friction". The mathematical model that is obtained is usually expressed through a series of differential equations of the 2nd order, whose integration provides the type of movement that arises when applying forces; or what forces must be applied to reach a certain movement.
- Alejandro Armando Hossian
- Roberto Carabajal
- Carolina Hirschfeldt
- Emanuel Maximiliano Alveal