Título: | Modelagem, identificação e controle para o robô manipulador UR3 |
Outros títulos: | Modelling, identification and control for the robotic manipulator UR3 |
Autor(es): | Cesarino, Pedro Saman Diogenes Nogueira |
Orientador(es): | Borges, Geovany Araújo |
Assunto: | Controladores (Engenharia mecatrônica) Robôs - programação Sistemas dinâmicos Robótica Cinemática das máquinas |
Data de apresentação: | 9-Dez-2020 |
Data de publicação: | 15-Set-2021 |
Referência: | CESARINO, Pedro Saman Diogenes Nogueira. Modelagem, identificação e controle para o robô manipulador UR3. 2020. xiv, 88 f., il. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em Engenharia Mecatrônica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020. |
Resumo: | A utilização de robôs manipuladores em situações de cooperação com humanos ou outros
robôs requer um extenso conhecimento sobre a sua dinâmica para que seja possível garantir
algum grau de segurança para as pessoas ou equipamentos envolvidos. Além das equações
que relacionam as forças aplicadas com o movimento obtido, é preciso conhecer os parâ-
metros dinâmicos do robô caso não sejam fornecidos, para, por fim, ser possível realizar
controladores que busquem garantir tal segurança. Neste trabalho foi utilizada a dinâmica
de Newton-Euler para escrever as equações dinâmicas do robô manipulador UR3. Então foi
feita a simplificação das equações em formato simbólico para ser possível separar os termos
lineares dos não lineares para finalmente realizar o processo de identificação dos parâmetros
dinâmicos desconhecidos utilizando experimentos feitos pelo Pedro Garcia. Por fim foram
apresentadas duas arquiteturas de controle cinemático de trajetória que levam em conside-
ração a dinâmica do robô: Controle do ângulo de rotação das juntas e controle de posição
e orientação da ferramenta. Ambos os controladores foram testados apenas em ambiente de
simulação sendo que o primeiro obteve resultados satisfatórios, enquanto o segundo obteve
problemas com a componente de controle de orientação. A partir destes controladores de
posição será possível criar novas arquiteturas para realizar o controle de torque nas juntas
e de força de contato da ferramenta em trabalhos futuros, possibilitando a cooperação entre
robôs ou entre humanos e robôs de forma mais segura. |
Abstract: | To be able to use robotic manipulators in situations that require human-robot or robot-robot
cooperation is necessary to have an extensive knowledge about its dynamic as to be possible
to ensure some degree of safety to the people or equipment involved. Beyond the equa-
tions that connect the applied force with the obtained movement it’s necessary to know the
dynamic parameters of the robot if those are not provided to finally be able to design con-
trollers that seek to ensure the said safety. In this work it was utilized the Newton-Euler
parametrization to write the UR3 robot dynamic equations, then was made the symbolic
simplification to separate the linear terms form the nonlinear for then perform the unknown
parameters identification process using Pedro Garcia’s experimental results. Lastly, two dif-
ferent controllers architecture was presented: joint angle position control and tool position
and orientation control. Both controllers ware tested only in simulation environment. The
first one achieved good results while the last one had problems with the orientation compo-
nent. From those controllers it’s possible to design a joint torque controller and a tool contact
force controller enabling a safer cooperation between humans and robots. |
Informações adicionais: | Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2020. |
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