El control:
El sistema de control de un robot tiene fundamentalmente tres objetivos: el control de
movimiento (sea para llegar a una posicion o para seguir una trayectoria), el control de la fuerza que ejerce sobre el entorno, o el control conjunto de movimiento y de fuerza. En cada caso existen algunas caracteristicas particulares. El robot como sistema a controlar tiene como principales caracteristicas el ser un sistema no lineal, altamente acoplado y variable en el tiempo (notese que la dinamica del brazo cambia con el peso de la carga). La forma mas comun de representar este tipo de sistemas es mediante la ecuacion:
Otros campos que merecen un tratamiento particular son el control de manipuladores fexibles, que aunque no son frecuentes en aplicaciones industriales son promisorios en otras aplicaciones, y el control de manipuladores redundantes (ya sea un brazo con numerosas articulaciones o el control conjunto de mas de un brazo), cuya particular estructura permite multiples soluciones.El sistema de control de un robot tiene fundamentalmente tres objetivos: el control de
movimiento (sea para llegar a una posicion o para seguir una trayectoria), el control de la fuerza que ejerce sobre el entorno, o el control conjunto de movimiento y de fuerza. En cada caso existen algunas caracteristicas particulares. El robot como sistema a controlar tiene como principales caracteristicas el ser un sistema no lineal, altamente acoplado y variable en el tiempo (notese que la dinamica del brazo cambia con el peso de la carga). La forma mas comun de representar este tipo de sistemas es mediante la ecuacion:
el problema de control de la fuerza F que aplica el robot sobre el entorno (normalmente se realiza conjuntamente con un control de la posicion P del robot) que tiene una estrecha relacion con la planificacion de movimientos (Suarez, 1988).
En relacion al control de fuerza cabe distinguir los siguientes casos:
- Control de P solamente. Es util cuando se trabaja en el espacio libre, pero puede presentar problemas cuando hay interaccion entre el robot y su entorno de trabajo.Una imprecision en la posicion puede producir atascos o fuerzas desmedidas que dañnen las piezas o el robot mismo.
- Control de F solamente. Se trata de cumplir una consigna de fuerza, independientemente de la posicion en la que se encuentre. Solo tiene sentido cuando se garantiza contacto entre el robot y el entorno de trabajo, de lo contrario el robot se perderia" al no tener posicion de referencia.
- Control de P con F proporcional al error de P (Control de elasticidad). Se establece una relacion lineal entre el error de posicion P y F, con lo que el efecto logrado es equivalente al de un resorte que ejerce una fuerza de reaccion proporcional a su deformacion.
- Control de P con F proporcional al error de velocidad (Control de amortiguamiento). Se establece una relacion lineal entre el error de velocidad ¢V y F, con lo que el efecto logrado es el de un amortiguador viscoso que produce una fuerza de reaccion proporcional a la velocidad con que se lo pretenda desplazar. Debe destacarse que cuando el camino geometrico inicial es forzado a cambiar debido a un obtaculo luego no es recuperable, y que la fuerza ejercida contra el obstaculo es proporcional a la variacion de la velocidad prevista.
- Control de P con umbral de fuerza. El comportamiento es el de un control de posicion con la particularidad de que, cuando ante un obstaculo aparecen fuerzas superiores a un umbral predefinido, tiene prioridad el intentar mantener el valor de fuerza dentro del rango permisible.
- Control de impedancia. Se intenta producir una fuerza de reaccion proporcional a la variacion de energia cinetica y potencial del movil respecto a una referencia. El efecto logrado es una combinacion lineal de los mencionados para el control de elasticidad y de amortiguamiento.
Using a Sun SPOT to control a robot arm
Cronos demonstration
conclusion:
Es claro que en algunas circunstancias la trayectoria planeada y programada puede ser
perfectamente ejecutada por el robot, como en el caso mostrado en la Figura 3a. En otros casos el uso de un adecuado sistema de control permite planear trayectorias mas sencillas o directas, pero cuya ejecucion sera diferente . El programador o el sistema de planificacion han de saber de que tipo de control disponen para poder sacar ventaja de esta situacion. El uso de sistemas de control de posicion fuerza permite tambien, por ejemplo, que mediante la informacion de un sensor de fuerza el sistema pueda realizar movimientos reactivos a las fuerzas que le aplica un operario, quien podria posicionar el brazo manipulador a su antojo de forma instintiva y muy directa, simplemente empujandolo. De este modo se puede disponer de un metodo muy practico para programar el robot por guiado. Asi, resulta evidente la relacion que existe entre los tres temas tratados, la programacion, la planificacion y el control de la robotica.
Es claro que en algunas circunstancias la trayectoria planeada y programada puede ser
perfectamente ejecutada por el robot, como en el caso mostrado en la Figura 3a. En otros casos el uso de un adecuado sistema de control permite planear trayectorias mas sencillas o directas, pero cuya ejecucion sera diferente . El programador o el sistema de planificacion han de saber de que tipo de control disponen para poder sacar ventaja de esta situacion. El uso de sistemas de control de posicion fuerza permite tambien, por ejemplo, que mediante la informacion de un sensor de fuerza el sistema pueda realizar movimientos reactivos a las fuerzas que le aplica un operario, quien podria posicionar el brazo manipulador a su antojo de forma instintiva y muy directa, simplemente empujandolo. De este modo se puede disponer de un metodo muy practico para programar el robot por guiado. Asi, resulta evidente la relacion que existe entre los tres temas tratados, la programacion, la planificacion y el control de la robotica.
AKIBA ROBOT FESTIVAL 2006: Actroid Female Robot
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