Control deslizante de un robot paralelo de tres grados de libertad para realizar actividades de mantenimiento naval - Dos Santos Pereira, Miguel Ángelo; Banfield Chamorro De Carrasquilla, Ilka Arelys (Panamá : Universidad Tecnológica de Panamá, 2018)
La Robótica, ha experimentado una gran evolución debido a los avances tecnológicos. Uno de sus campos de estudio y desenvolvimiento es el control de sus movimientos. Este trabajo de investigación es parte importante para el aporte y desarrollo tecnológico industrial y propone el control de un robot portátil paralelo tres grados de libertad para realizar tareas como: Formado Metálico por medio de líneas de calor "Line Heating', Soldadura y Corrección de deformaciones por medio de soldaduras, siendo estas tareas realizadas afuera del astillero para así disminuir los costos del proceso y disminuir el tiempo de servicio. El Robot debe cumplir con los requerimientos de elevado desempeño impuestos por la tarea a pesar de la variabilidad e incertidumbre de varios de los parámetros del sistema. Requerimos un controlador que se adapte a estas variaciones por lo que se implementará el método de control por modo deslizante "Sliding Mode Control" para el posicionamiento de la herramienta. RPS (por sus siglas en inglés, Revolute-Primatic-Spherical) es la estructura de paralelo elegida para esta aplicación. El método tiene robustez y puede controlar el sistema mediante el uso de un sistema de orden reducido, dado que la superficie deslizante resulta siempre un orden menor del orden del sistema controlado, sin embargo, exige la utilización de la dinámica del sistema y su solución en tiempo real. En este trabajo se presenta, el análisis cinemático directo e inverso y la dinámica que modela el comportamiento del sistema, realizada por el método de Trabajos Virtuales que brinda un menor tiempo computacional, comparado con formulaciones dinámicas usuales, debido a ecuaciones más compactas y al menor número de operaciones aritméticas. (Tomado de la fuente)
Robotics, has undergone a great evolution due to technological advances. One of its fields of study and development is the control of their movements. This research work is an important part of the contribution and industrial technological development and proposes the control of a parallel robot of 3 degrees of freedom to perform tasks such as: Formed Metallic by means of lines of heat "Line Heating", Welding and Correction of Deformations by means of welding these tasks being carried out outside the shipyard in order to reduce the costs of the process and decrease the time of service. The Robot must meet the high performance requirements imposed by the task despite the variability and uncertainty of several of the system parameters. We require a controller that adapts to these variations so we will implement the sliding mode control method "Sliding Mode Control" for the positioning of the tool. RPS (Revolute-Primatic-Spherical) is the parallel structure chosen for this application. The method has robustness and can control the system through the use of a system of reduced order, since the sliding surface is always of a minor order of the controlled system, nevertheless,requires the use of the dynamics of the system and its solution in real time. In this work we present the direct and inverse kinematic analysis and the dynamics that model the behavior of the system, performed by the method of Virtual Works that give a shorter computational time, compared to usual Dynamic formulations, due to more compact and smaller equations Number of arithmetic operations.(Tomado de la fuente)
Capítulo 1. Introducción. -- 1.1. Objetivo y contribución de la tesis. -- 1.2. Organización de la tesis. -- Capítulo 2. Antecedentes. -- 2.1. Introducción. -- 2.2. Automatización de la industria de mantenimiento naval. -- 2.3. Robots paralelos. Definición. Tipos. Dinámica del modelo. -- 2.3.1. Tipo de Robots paralelos cuanto al número de grado de libertad. -- 2.3.2. Dinámica del modelo. -- 2.4. Criterio de selección y diseño para Robots paralelos. -- 2.5. Métodos de control implementación en Robots paralelos. -- 2.6. Determinación del espacio de trabajo. Métodos de análisis. -- 2.7. Temas abiertos de investigación sobre Robots paralelos. -- 2.8. Problema de investigación abordado en la tesis y el enfoque utilizado para su análisis. 2.9. Resumen de capítulo. -- Capítulo 3. Mecánica de la estructura. -- 3.1. Introducción 3.2. Cinemática. -- 3.2.1. Notación y definiciones. -- 3.2.2. Descripción cinemática de la estructura paralela 3-RPS. -- 3.2.3. Cálculo de velocidad y aceleración. -- 3.2.4. Parametrización de la orientación mediante ángulos de Euler. -- 3.2.5. Matriz Jacobiana. -- 3.2.6. Definiciones y supuestos de la estructura paralela utilizada: Robots paralelo 3 RPS. -- 3.2.7. Interpretación y uso de la matriz Jacobiana. Singularidades. -- 3.2.8. Análisis del espacio del trabajo del Robots paralelos 3-RPS. -- 3.3. Dinámica del robot. -- 3.3.1. Métodos de formulación. Análisis comparativos y criterio para la selección del método basado en el principio del trabajo virtual. -- 3.3.2. Principio del trabajo virtual. -- 3.3.3.1. Desplazamiento virtuales. -- 3.3.3.2. Trabajo virtual. -- 3.3.3. Ejemplo de modelado utilizando el principio del trabajo virtual. -- 3.3.4. Formulación de las ecuaciones dinámica del Robot paralelo 3-RPS. -- 3.3.5. Desarrollo del problema dinámico directo. -- 3.4. Resumen del capítulo. (Tomado de la fuente)
Aparece en la lista de egresados de la página web de la Universidad Tecnológica de Panamá como: Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialización en Automatización y Robótica.
Tesis (
Incluye referencia bibliográfica, hojas 138-146 y anexos, hojas 147-204.
MCIMEAR
Miguel Ángelo Dos Santos Pereira.
Keywords: Robots; Movimientos mecánicos; Robots-Cinemática; Ingeniería mecánica; Tesis y disertaciones académicas; Maestría en Ingeniería Mecánica Especialización en Automatización y Robótica