Modelado y simulación de un robot redundante de perforación tipo manipulador SCARA utilizando SolidWorks y MATLAB/SimMechanics
DOI:
https://doi.org/10.17533/udea.redin.n81a06Palabras clave:
SCARA, herramienta de perforación multi-eje, SolidWorks, SimMechanics, dinámica, simulación, explorador de mecánicaResumen
Los robots son sistemas electromecánicos que necesitan enfoque mecatrónico antes de fabricarlos, esto con el fin de reducir el costo de desarrollo. En este trabajo se presenta un nuevo intento de modelado PRRP (prismáticos-revoluto-revoluto-prismático), una configuración redundante SCARA (Brazo robótico articulado de respuesta selectiva), herramienta de perforación milti-eje (MSDT) usando el software CAD de SolidWorks y el estudio dinámico con la ayuda de MATLAB/SimMechanics de perforación. Un SCARA con MSDT se utiliza para perforar varios agujeros en las placas de circuito impreso (PCB) y la chapa metálica. En este trabajo, el modelo de CAD 3D del robot propuesto se convierte en un diagrama de bloque SimMechanics exportando a MATLAB/SimMechanics segunda generación de tecnología de modelado y simulación. Entonces se realiza una simulación SimMechanics y utilizando su capacidad de detección de movimiento la velocidad de parámetros dinámicos y la torsión del manipulador se observa la estructura del robot variable modificado. Los resultados de la simulación indican un cambio considerable en el rendimiento dinámico para diferentes parámetros de diseño.
Descargas
Citas
B. Siciliano and O. Khatib, Handbook of Robotics, 2nded. Heidelberg, Germany: Springer, 2008.
R. N. Jazar, Theory of applied robotics, 2nded. New York, USA: Springer, 2009.
R. Patel and F. Shadpey, Control of Redundant Robot Manipulators, 1sted. Heidelberg, Germany: Springer, 2005.
F. Lewis, D. Dawson, and C. Abdallah, Robot Manipulator Control Theory and Practice, 2nded. New York, USA: Marcel Dekker Inc., 2004.
R. Paul, Robot Manipulators: Mathematics, Programming, and Control, 1st ed. Cambridge, MA, USA: MIT Press, 1981.
S. Patel and T. Sobh, “Manipulator Performance Measures - A Comprehensive Literature Survey,” Journal of Intelligent Robot System, vol. 77, no. 3, pp. 547-570, 2015.
V. Hernandez, G. Bravo, J. Rubio, and J. Pacheco, “Kinematics for the SCARA and the Cylindrical Manipulators,” ICIC Express Letters Part B: Applications, vol. 2, no. 2, pp. 421-425, 2011.
O. Michel, “Cyberbotics Ltd - WebotsTM: Professional Mobile Robot Simulation,” International Journal of Advanced Robotic Systems, vol. 1, no. 1, pp. 39-42, 2004.
L. Zlajpah, “Simulation in robotics,” Mathematics and Computers in Simulation, vol. 79, no. 4, pp. 879-897, 2008.
F. Ionescu, “Modelling and Simulation in Mechatronics,” IFAC Proceedings Volumes, vol. 40, no. 18, pp. 301-312, 2007.
G. D. Wood and D. C. Kennedy, Simulating Mechanical Systems in Simulink with SimMechanics, 2003. [Online]. Available: http://cn.mathworks.com/tagteam/12634_SimMechanics.pdf. Accessed on: Jan. 06, 2016.
M. Fajar, S. S. Douglas, and J. B. Gomm, “Modelling and Simulation of spherical inverted pendulum based on LQR control with sim mechanics,” Applied Mechanics and Materials, vol. 391, pp 163-167, 2013.
M. E. Kütük, R. Halicioglu, and L. C. Dulger, “Kinematics and Simulation of a Hybrid Mechanism: MATLAB/SimMechanics,” Journal of Physics: Conference Series, vol. 574, pp. 451-458, 2015.
B. Zi, J. Cao, and Z. Zhu, “Dynamic Simulation of Hybrid-driven Planar Five-bar Parallel Mechanism Based on SimMechanics and Tracking Control,” Int. J. Adv. Robotic Sy., vol. 8, no. 4, pp. 28-33, 2011.
A. D. Udai, C. G. Rajeevlochana, and S. K. Saha, “Dynamic Simulation of a KUKA KR5 Industrial Robot using MATLAB SimMechanics,” in 15th National Conference on Machines and Mechanisms (NaCoMM), Chennai, India, 2011, pp. 1-8.
J. Fang and W. Li, “Four degrees of freedom SCARA robot kinematics modeling and simulation analysis,” International Journal of Computer, Consumer and Control(IJ3C), vol. 2, no. 4, pp. 20 -27, 2013.
M. A. Mashagbeh and M. B. Khamesee, “Virtual performance evaluation of an industrial SCARA robot prior to real-world task,” Microsyst. Technol., vol. 21, no. 12, pp. 2605–2609, 2015.
G. Q. Ma, Z. L. Yu, G. H. Cao, Y. B. Zheng, and L. Liu, “The Kinematic Analysis and Trajectory Planning Study of High-Speed SCARA Robot Handling Operation,” Applied Mechanics and Materials, vol. 687-691, pp. 294-299, 2014.
S. Umar and E. A. Bakar, “Study on Trajectory Motion and Computational Analysis of Robot Manipulator,” Jurnal Teknologi, vol. 67, no. 1, pp. 53-59, 2014.
T. Elaikh, H. J. Abed, K. M. Abed, S. M. Swadi, and K. Karim, “Vibration and Kinematic Analysis of SCARA Robot Structure,” Diyala Journal of Engineering Sciences, vol. 6, no. 3, pp.127-143, 2013.
A. K. Jha , A. K. Dutta, and J. Saha, “Analysis of Dynamics of SCORA-ER14 Robot in MATLAB,” International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering(IJIRAE), vol. 1, no. 4 , pp. 145-150, 2014.
Gouasmi, M. Ouali, B. Fernini, and M. Meghatria, “Kinematic Modelling and Simulation of a 2-R Robot Using SolidWorks and Verification by MATLAB/Simulink,” Int. J. Adv. Robotic Sy., vol. 9, pp. 245-258, 2012.
M. S. Alshamasin, F. Ionescu, and R. T. Al-Kasasbeh, “Modelling and simulation of a SCARA robot using solid dynamics and verification by MATLAB/Simulink,” International Journal of Modelling, Identification and Control, vol. 15, no. 1, pp. 28-38, 2012.
C. Urrea and J. Kern, “Modelling, Simulation and Control of a Redundant SCARA Type Manipulator Robot,” Int. J. Adv. Robotic Sy., vol. 9, pp. 58-72 , 2012.
C. Urrea and J. Kern , “Trajectory Tracking Control of a Real Redundant Manipulator of the SCARA Type,” J. Electr. Eng. Technol., vol. 10, pp. 709-720, 2015.
L. W. Tsai, Robot Analysis: The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, 1st ed. New York, USA: John Wiley & Sons, 1999.
M. W. Spong, S. Hutchinson, and M. Vidyasagar, Robot Modelling and Control, 1st ed. New York, USA: John Wiley & Sons, 2005.
A. B. Rehiara, “Kinematics of Adept Three Robot Arm,” in Robot Arms, 2nd ed., S. Goto (ed). Rijeka, Croatia: InTech, 2011, pp. 21-38.
V. Fedák, F. Ďurovský, and R. Üveges, “Analysis of Robotic System Motion in SimMechanics and MATLAB GUI Environment,” in MATLAB Applications for the Practical Engineer, 3rd ed., K. Bennett (ed). Rijeka, Croatia: InTech, 2014, pp. 565-581.
M. Schlotter, Multibody System Simulation with SimMechanics, 2003. [Online]. Available: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.476.8590&rep=rep1&type=pdf. Accessed on: Mar. 16, 2016.
MathWorks, Simscape™ Multibody™ Getting Started Guide, 2016. [Online]. Available: http://cn.mathworks.com/help/pdf_doc/physmod/sm/sm_gs.pdf. Accessed on: Mar. 16, 2016.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2018 Revista Facultad de Ingeniería

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
Los artículos disponibles en la Revista Facultad de Ingeniería, Universidad de Antioquia están bajo la licencia Creative Commons Attribution BY-NC-SA 4.0.
Eres libre de:
Compartir — copiar y redistribuir el material en cualquier medio o formato
Adaptar : remezclar, transformar y construir sobre el material.
Bajo los siguientes términos:
Reconocimiento : debe otorgar el crédito correspondiente , proporcionar un enlace a la licencia e indicar si se realizaron cambios . Puede hacerlo de cualquier manera razonable, pero no de ninguna manera que sugiera que el licenciante lo respalda a usted o su uso.
No comercial : no puede utilizar el material con fines comerciales .
Compartir igual : si remezcla, transforma o construye a partir del material, debe distribuir sus contribuciones bajo la misma licencia que el original.
El material publicado por la revista puede ser distribuido, copiado y exhibido por terceros si se dan los respectivos créditos a la revista, sin ningún costo. No se puede obtener ningún beneficio comercial y las obras derivadas tienen que estar bajo los mismos términos de licencia que el trabajo original.