Modelamiento e identificación dinámica de robot tipo Scara por métodos computacionales y experimentales

Abstract

El objetivo de esta investigación es la identificación y validación experimental del robot industrial tipo SCARA del laboratorio de robótica de la Universidad del Norte. El modelo dinámico obtenido ha sido desarrollado pensando en aplicaciones de diseño de controladores de robot y la simulación dinámica, para las cuales es necesario contar con información precisa del robot. La estimación experimental de parámetros para este robot se llevó a cabo en tres grandes áreas: los actuadores, caracterización de la fricción en las juntas rotacionales y traslacionales y la estimación de parámetros dinámicos del manipulador, para lo cual se usó una trayectoria de excitación paramétrica diseñada bajo un enfoque estadístico que minimiza las incertidumbres de los parámetros y maximiza la precisión de los mismos. Los parámetros son estimados con diseños experimentales específicos para los cuales únicamente se miden tres variables: posición angular del eje del motor, voltaje y corriente de armadura en cada una de las articulaciones que componen la cadena cinemática del manipulador. La metodología aplicada se basó en la teoría de identificación de sistemas dinámicos con los siguientes pasos: Selección del modelo, Diseño experimental, Procesamiento de datos, Estimación de parámetros y Validación experimental. Los resultados mostraron que los parámetros del modelo dinámico del robot, fueron experimentalmente identificados con una precisión dentro de intervalos estadísticamente aceptados. Adicionalmente fue posible identificar los parámetros del robot sin la necesidad de desmantelarlo, apoyando la factibilidad de aplicar técnicas de identificación con resultados satisfactorios en cuanto a la predicción del modelo y precisión de los parámetros.