CAPÍTULO Introdução 2. Programação de tarefas de robôs

Apresentação em tema: "CAPÍTULO Introdução 2. Programação de tarefas de robôs"— Transcrição da apresentação:

1 CAPÍTULO 11 1. Introdução 2. Programação de tarefas de robôs
3. Proposta de algoritmo numérico para a geração de trajetórias 4. Discretização do caminho 5. Interpolação e filtragem de pontos de passagem no espaço das juntas Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

2 1. Introdução A geração de trajetórias é realizada a partir do modelo geométrico do robô e representa a evolução no tempo da posição, da velocidade e da aceleração das juntas do robô. As trajetórias podem ser especificadas em coordenadas de juntas ou cartesianas. A programação de tarefas de robôs pode ser realizada por meio do espaço das juntas ou do espaço de tarefas. A obtenção de referências correspondentes às tarefas definidas no espaço operacional é denominada coordenação de movimentos. Para solucionar o problema da inversão do modelo geométrico, usa-se o método analítico ou o método numérico. Para implementar um algoritmo de geração de trajetórias no espaço cartesiano, é necessário conhecer o modelo geométrico do robô e também os métodos para sua inversão. Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

3 Trajetória de um robô para movimentação da posição A até a posição B
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4 Robô executando uma tarefa que necessita de um movimento em linha reta
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5 2. Programação de tarefas de robôs
A programação de tarefas de robôs é realizada no espaço das juntas. A trajetória angular, de mesma natureza dos sinais provenientes do transdutor de posição, serve de referência para o controlador de cada junta robótica, após interpolação. Na maioria das aplicações, a realização de tarefas está relacionada com o tipo de ferramenta utilizada, orientada a partir de um sistema de coordenadas cartesianas fixo à base do robô. Os movimentos desejados e as leis de controle estão em espaços diferentes. Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

6 Malha de controle de um robô
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7 3. Proposta de algoritmo numérico para a geração de trajetórias
Para implementar um algoritmo de geração de trajetórias, é preciso inverter o modelo geométrico. O algoritmo deve calcular a matriz jacobiana do sistema a cada iteração e parar essas iterações sempre que o erro máximo permitido para a posição e a orientação for alcançado, ou quando o número máximo de iterações for alcançado. Existem quatro critérios a partir dos quais as iterações param: – erro máximo permitido; – número de iterações; – final do limite físico da junta; – teste do rank da matriz. Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

8 4. Discretização do caminho
Discretização linear – O caminho desejado é discretizado em m partes de forma linear, o que faz com que o elemento terminal do robô siga uma linha reta. • Discretização em semicírculo – O caminho desejado é discretizado em m partes em forma de um semicírculo Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

9 Discretização do caminho em m partes
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10 Discretização em semicírculo no plano x-y
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11 Configurações possíveis dos semicírculos
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12 Sentido crescente (a) e decrescente (b)
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13 Trajetória linear da ferramenta
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14 Trajetória linear da ferramenta
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15 Trajetória da ferramenta realizando um semicírculo (plano x-y) sem variação de z, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

16 Trajetória da ferramenta realizando um semicírculo (plano x-y) sem variação de z, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

17 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-z) sem variação de y, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

18 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-z) sem variação de y, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

19 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano y-z) sem variação de x, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

20 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano y-z) sem variação de x, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

21 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-y) com variação de z, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

22 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-y) com variação de z, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

23 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-z) com variação de y, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

24 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-z) com variação de y, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

25 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano y-z) com variação de x, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

26 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano y-z) com variação de x, na direção positiva Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

27 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-y) com variação de z (composta de duas partes) Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

28 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em semicírculo (plano x-y) com variação de z (composta de duas partes) Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

29 Trajetória realizada pela ferramenta do robô (movimento linear composto de duas partes)
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30 Trajetória realizada pela ferramenta do robô (movimento linear composto de duas partes)
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31 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em duas partes: movimento linear e um semicírculo no plano x-y sem variação de z Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

32 Trajetória realizada pela ferramenta do robô em duas partes: movimento linear e um semicírculo no plano x-y sem variação de z Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

33 5. Interpolação e filtragem de pontos de passagem no espaço das juntas
Para gerar uma trajetória a partir de determinados pontos de passagem obtidos pelo operador, no espaço das juntas, torna-se necessária a implementação de algoritmos de interpolação linear. A interpolação linear da trajetória tem por principal objetivo a criação de uma seqüência de pontos de passagem que interligam os pontos da trajetória inicial dada. Na filtragem da trajetória interpolada, podem ser utilizados dois tipos de filtragem: na forma triangular e na forma retangular. Princípios de Mecatrônica – João Maurício Rosário – © 2005 Pearson Education, Inc.

34 Interpolação e filtragem de pontos de passagem
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35 Filtro do tipo janela triangular
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36 Filtro do tipo janela retangular
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