Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Actividad Fundamental 5 “SCARA realizando una trayectoria Circular” Nombre: Yazmin Noelia Salazar Palomo Matricula: 2077527 Profesor: Dr. Francisco Eugenio López Guerrero Materia: Arquitectura de robots Semestre: Agosto-Diciembre 2024 Ciudad Universitaria, San Nicolas de los Garza, Nuevo León a 22 de Noviembre de 2024 Interpolación en trayectoria robóticas La interpolación es una técnica numérica clave en robótica y control de máquinas automatizadas. Su propósito principal es estimar valores desconocidos entre puntos conocidos de una trayectoria. En el ámbito robótico, esta técnica permite generar movimientos suaves y precisos, esenciales para tareas complejas como el ensamblaje, el mecanizado o la manipulación de objetos. Dentro de los métodos de interpolación, destaca la interpolación lineal, que calcula un valor intermedio mediante la proporcionalidad entre dos puntos en un espacio cartesiano. Este método permite a los robots trazar trayectorias rectas entre puntos, garantizando rutas directas y eficientes. Por otro lado, la interpolación circular es fundamental en aplicaciones que requieren trayectorias curvadas, como el mecanizado de arcos o círculos. En este caso, el robot realiza un movimiento en arco, partiendo de un punto inicial, pasando por un punto intermedio y concluyendo en un punto final. Este tipo de interpolación es ampliamente utilizado en procesos industriales, como el torneado y fresado, donde es esencial mantener un control preciso sobre la velocidad y la trayectoria. Desarrollo La siguiente actividad consiste en encontrar la ecuación de la trayectoria del robot mediante los puntos que se nos otorgan: Pini=(72.28, 523.93, -393.39) Qmed=(330.74, 446.64, -219.94) Rfin=(360.96, 572.66, 171.81) Para la elaboración de este reporte, realizaremos un vídeo de animación utilizando el complemento SolidMotion dentro del software Solidworks empleando el archivo del robot SCARA de actividades anteriores, mismo que realizará una trayectoria circular. Se desea que el robot se desplace en una trayectoria de arco entre la posición inicial a la posición final. Para lograrlo, es necesario un tercer parámetro y 2 programar la ecuación de trayectoria en cada una de las articulaciones La base de la actividad es la siguiente siguiendo los pasos y recomendaciones del Dr. Eugenio López en sus videos explicativos. • Partiremos de 3 puntos en el espacio 3D en donde el robot tendrá su desplazamiento en el entorno, desconociendo la ubicación del centro y la ecuación del centro. • Desplazaremos los 3 puntos del espacio 3D hacia el plano 2D donde el sistema de coordenadas es más fácil identificarlas colocando el punto Inicial en el 0,0. • Cualquier superficie en el plano de entorno es el mismo desplazado al plano XY. En rhino definimos los puntos de ambos espacios de dimensión. 3 Mapeando los puntos en el plano XY podemos notar que la coordenada Z es cero en todos. Resolvemos el centro del círculo en 2D, encontrando los valores h, k. Se siguieron mediante la comprobación de las ecuaciones del circulo despejando y comprobando en mathcad. 4 Usando las fórmulas arriba descritas obtenemos los valores de h y k. 5 Como se comentó al comienzo del análisis de este problema, una vez que obtuvimos los valores del centro del círculo en el plano XY, podemos llevarlo al plano 3D formado por los puntos P declarados al inicio. Por lo tanto: 6 Utilizamos el comando point y colocamos los 3 puntos a través de los cuales pasa el círculo. Ahora para visualizar el desplazamiento que tendría el SCARA a través de los 3 puntos obtenidos, Abrimon nuevamente el SolidWorks>archivo del robot SCARA. 7 Para ello nuevamente introducimos los puntos del estudio dentro del ensamblaje. Después con el comando de arco, seleccionamos los 3 para formar la trayectoria por la que se desplazará el robot. En este momento trazara la trayectoria a recorrer Ahora, realizaremos el estudio de movimiento. Para ello simplemente realizaremos una relación de posición avanzada de relación de posición de trayecto, donde el vertice será el punto del robot y el arco será la ruta que seguirá: 8 Ahora calcularemos la cinemática inversa mediante los ángulos. Aplicamos la ley de los Senos y Cosenos de actividad pasada mediante la hoja de mathcad conociendo el TCP, obtenemos los valores angulares del robot. 9 Verificamos nuevamente en el Scara de SolidWorks los datos obtenidos 10 Conclusión Llevar a cabo este tipo de ejercicios a través de simulaciones y hojas de proceso, partiendo de la visualización de entornos en el espacio, me permite comprender de manera más profunda el funcionamiento cinemático de un brazo robótico. A lo largo de mi carrera en la industria, he encontrado desajustes en el alcance de puntos donde el robot presenta fallos en sus parámetros. Este tipo de análisis, basado en puntos XY en el plano, facilita la referencia del caso de manera más clara y accesible. Bibliografía Rhino. (2024). Rhinoceros 3D, versión 7.0 [Software]. McNeel & Associates. https://www.rhino3d.com. SolidWorks. (2024). SolidWorks https://www.solidworks.com. 2024 [Software]. Mathcad. (2024). Mathcad https://www.mathcad.com. Prime 8.0 Dassault [Software]. Systèmes. PTC Prof.Dr.Elopez (12 noviembre 2022) Interpolación circular [732 HB[YOUTUBE]; https://www.youtube.com/watch?v=UxaQ0kxwdI8 Inc. NE] – 11
