Análisis de un robot manipulador industrial de seis grados de libertad rotatorios (6-DOF)

Abstract

En este trabajo se plantea un algoritmo dinámico que desarrolla el análisis de un manipulador de seis grados de libertad rotatorios (RRRRRR). El algoritmo será desarrollado mediante la aplicación del Convenio de Representación propuesto por Denavit-Hartenberg (D-H) y el modelo cinético de Newton-Euler. El manipulador descansará en una base fija o bastidor, sobre la que se encuentra solidario un sistema de referencia inercial que estará constituido por elementos geométricos simples (eslabones), articulados a través de seis pares cinemáticos rotatorios (RRRRRR). Se incluyen en el algoritmo los siguientes modelos matemáticos: 1) Desarrollo de la cinemática directa e inversa y 2) Formulación dinámica de Newton-Euler. Los resultados obtenidos permiten concluir que una herramienta general para la representación de los sistemas de referencias se logra por medio de la transformada homogénea desde una matriz de orden 4x4 que contiene información clave para la orientación y la posición, además, se determinó que con los parámetros D-H se hace posible realizar las operaciones necesarias para la determinación de la posición y la orientación, incluyendo la ejecución de transformaciones elementales de articulaciones y operaciones asociadas con otras clases de transformaciones.

In this paper we propose a dynamic algorithm for the analysis of a manipulator of six rotating degrees of freedom (6-DOF). The algorithm will be developed by applying the Representation Convention proposed by Denavit- Hartenberg (D-H) and the Kinetic Model of Newton-Euler. The manipulator will rest on a fixed base or frame, on which an inertial reference system is solidary and it will be constituted by simple geometric elements (links), articulated through six rotating kinematic pairs (6_DOF). The following mathematical models are included in the algorithm: 1) Resolution of direct and reverse kinematics; 2) Newton-Euler dynamic formulation. The results obtained allowed to conclude that a general tool for the representation of the reference systems is achieved by the homogeneous transform through a matrix of order 4x4 that contains key information for the orientation and the position, in addition, it was determined that with the parameters D-H, it is possible to perform the necessary operations for the determination of the position and orientation , including the execution of elementary transformations of joints and operations associated with other classes of transformations.