Modelo dinámico y simulación del robot manipulador IRB 120

Abstract

Los robots manipuladores son un tipo de robot muy com un caracterizado por tener una base est atica sobre la que se conectan una serie de eslabones encadenados mediante articulaciones que le otorgan libertad de movimiento. Los manipuladores m as comunes en la industria son los de seis grados de libertad. El modelo din amico de un sistema como el de un robot manipulador consiste en el conjunto de ecuaciones, basadas en las leyes de la mec anica cl asica, que relacionan los par ametros cinem aticos y sus derivadas con las fuerzas y pares aplicados sobre el con el n de describir su movimiento. En el caso de sistemas din amicos complejos como el del presente estudio, compuesto por un mecanismo de m ultiples grados de libertad, dos m etodos de uso general facilitan el proceso de obtenci on de este modelo: se trata de los m etodos de Euler-Lagrange y el de Newton-Euler. Este trabajo se ha centrado en la aplicaci on del m etodo recursivo de Newton-Euler al robot manipulador de la marca ABB: IRB 120. Sus par ametros din amicos han sido estimados y veri cados a trav es de m ultiples simulaciones ejecutadas mediante m etodos de control en lazo abierto y lazo cerrado. Efectivamente, cuando se trata de dise~nar un sistema de control autom atico para un robot cualquiera, disponer de un modelo din amico preciso se advera fundamental para simular su movimiento real de modo el y repetible. Los resultados de las simulaciones han mostrado que el m etodo de control en lazo abierto es inestable, mientras que los m etodos de control en lazo cerrado |controlador PD y PID| consiguen respuestas asint oticamente estables. Una l nea de continuaci on de este trabajo podr a ser la optimizaci on del modelo din amico mediante el an alisis comparativo de las respuestas reales del robot IRB 120 y los resultados de las simulaciones, as como la aplicaci on de otras estrategias de control m as complejas para mejorar la respuesta del sistema.

Robot manipulators are a very common type of robot characterized by having a static base on which a series of links are connected by joints that let the whole mechanism have some many degrees of freedom. The dynamic model of a robot manipulator consists of a set of equations that relate its kinematic parameters and its derivatives with the forces and torques applied to it. This work has focused on the application of the Newton-Euler recursive method to the manipulator robot of the ABB brand: IRB 120. The results of the simulations have shown that the open-loop control method is unstable, while the closed-loop control methods achieve asymptotically stable responses.