Automatización de bajo costo y control robusto para brazos robóticos
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Date
2020-08
Journal Title
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Volume Title
Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería en Sistemas, Electrónica e Industrial. Carrera de Ingeniería en Electrónica y Comunicaciones
Abstract
ABSTRACT
In recent years, open source robotics applications have been developed, where
precision in movements is considered the main objective when following a trajectory,
however, due to different circumstances, small errors can interfere with the individual
control of Manipulator joints, To improve the accuracy of the final effector in the
Cartesian space, there are different types of methods such as gravity compensation that
is included in the dynamic model. In addition to the development of a system that
integrates concepts of Industry 4.0, a low-cost controller is used for this system, where
high communication and processing capabilities allow rapid exchange of information
between components. This article develops an application on an SBC embedded card
called Raspberry Pi 3B to control the arm of the KUKA youBot based on open source,
by means of gravity compensation the accuracy of the final effector is improved by
establishing a new ROS node that will be The main responsible for the calibration and
control of the robotic arm, finally, for the graphical interface, a GUI developed under
C ++ for the interactive control of the robotic arm is shown, this is presented as a ROS
node, where the positions can be saved and reproduce, that is to say it consists of
discrete buttons for the execution of movements by sending positional values or by
speed variation, as well as the activation of the control module for gravitational
compensation, where the user manually performs the tasks.
Description
RESUMEN EJECUTIVO
En los últimos años, se han desarrollado aplicaciones de robótica basadas en código
abierto, donde la precisión en los movimientos se considera el objetivo principal al
seguir una trayectoria, sin embargo, debido a diferentes circunstancias, pequeños
errores pueden interferir con el control individual de las articulaciones del
manipulador, Para mejorar la precisión del efector final en el espacio cartesiano,
existen diferentes tipos de métodos como la compensación de gravedad que se incluye
en el modelo dinámico. Además del desarrollo de un sistema que integra conceptos de
la Industria 4.0, se utiliza un controlador de bajo costo para este sistema, donde las
altas capacidades de comunicación y procesamiento permiten un rápido intercambio
de información entre los componentes. En el presente artículo se desarrolla una
aplicación sobre una tarjeta empotrada SBC llamada Raspberry Pi 3B para controlar
el brazo del KUKA youBot basado en open source, mediante la compensación de la
gravedad se mejora la precisión del efector final al establecer un nuevo nodo ROS que
es el principal responsable de la calibración y el control del brazo robótico, finalmente,
para la interfaz gráfica, se muestra una GUI desarrollada bajo C++ para el control
interactivo del brazo robótico, esta se presenta como un nodo ROS, donde las
posiciones se pueden guardar y reproducir, es decir que consta de botones discretos
para la ejecución de movimientos mediante el envío de valores posicionales o por
variación de velocidad, así como la activación del módulo de control para
compensación gravitacional, donde el usuario realiza manualmente las tareas.
Keywords
Gravedad, Manipuladores de brazos, Control PD, Control posición - Robótica