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Tutor 1

Camacho Muñoz, Guillermo Alberto

Resumen

En este proyecto se presenta la caracterización del desempeño de los modelos cinemáticos para el manipulador HP20D de Motoman, aplicado en un sistema de empaquetamiento automático. La función del módulo de cinemática se divide en dos partes: (1) Cinemática Directa y (2) Cinemática inversa; la caracterización de estos módulos se realiza bajo diseño experimental teniendo en cuenta dos (2) variables: exactitud del modelo cinemático directo y exactitud del modelo cinemático inverso. En la cinemática directa se tomó un modelo publicado, para investigar la incidencia de los factores posición y orientación de cámara sobre la exactitud en términos de la coordenada cartesiana obtenida a partir de una imagen RGBD. Para esto, se usó un diseño factorial 3k, bajo los factores de orientación y posición de la cámara con respecto al objeto. Para el modelo cinemático inverso, se realizaron dos diseños experimentales comparativos, probando el efecto de las variables de respuesta de los modelos inverso CRA y Motosim, a partir de las coordenadas articulares obtenidas de la orientación y posición cartesiana. En ambos casos, se calculó error relativo, error absoluto y tasa de resolución para cada unidad experimental, adicionalmente se calculó el error norma vectorial para el experimento del modelo directo. Los resultados obtenidos en el modelo directo muestran que, los factores tienen una incidencia significativa sobre las variables de respuesta, donde el escenario con orientación centro y una posición de 1580mm, generaran un menor error. No obstante, los errores superan los límites de tolerancia establecidos por la aplicación de estibado, lo cual indica que el modelo no es exacto y, por lo tanto, su uso no es apropiado para aplicaciones de estibado automático. Por otro lado, en el modelo cinemático inverso se encontró, que la media entre el modelo inverso CRA y Motosim son estadísticamente diferentes. Sin embargo, los errores obtenidos en el primer experimento se encuentran dentro del umbral de tolerancia establecido, lo cual indica, que la implementación del modelo inverso CRA en aplicaciones de estibado es viable, teniendo en cuenta que se encuentra limitado a la configuración con la que se efectúan los movimientos del manipulador.

Resumen en lengua extranjera 1

This project presents the performance characterization of the kinematic models for the Motoman HP20D manipulator, applied in an automatic packaging system. The function of the kinematics module is divided into two parts: (1) Forward Kinematics and (2) Inverse Kinematics; The characterization of these modules is carried out under experimental design considering two (2) variables: direct kinematic model accuracy and inverse kinematic model accuracy. In the forward kinematics a published model was taken, to research the incidence of factors position and orientation of camera, over accuracy in terms of the grasping cartesian-coordinate computed from an RGBD-image. This was approached with a factorial 3^k design. For the inverse kinematic model, two comparative experimental designs were selected, testing the effect of the response variables of the inverse CRA and Motosim models, from the articular coordinates obtained from the Cartesian orientation and position. In both cases, relative error, absolute error and resolution rate for each experimental unit were calculated, additionally the vector standard error for the direct model experiment was calculated. The results obtained in the direct model show that, the factors have a significant impact on the response variables, where the scenario with center orientation and a position of 1580mm, obtained the lower error. However, the errors exceed the established tolerance limits for the packaging application, which indicates that the model is not accurate and, therefore, its use is not appropriate for automatic packaging applications. On the other hand, in the inverse kinematic model it was found that the average between the inverse model CRA and Motosim are statistically different. However, the errors obtained in the first experiment are within the established tolerance threshold, which indicates that the implementation of the inverse CRA model in packaging applications is feasible, taking into account that it is limited to the configuration with which manipulator movements are made

Programa académico

Ingeniería Industrial

Palabras clave

Diseño experimental, Modelo cinemático directo, Modelo cinemático inverso, Exactitud, Indicadores, Experimental design, Forward kinematic model, Inverse kinematic model, Accuracy, Indicators

Tipo de documento

Trabajo de grado - Pregrado

Licencia Creative Commons

Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 4.0 License.

Fecha de elaboración

2019

Programa académico

Ingeniería Industrial

Facultad

Facultad de Ingeniería

Publisher

Universidad de La Salle. Facultad de Ingeniería. Ingeniería Industrial

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