Análisis y modelado de estrategias de compensación de vibraciones en manipuladores flexibles

Abstract

[ES]Los avances de la robótica en los últimos años han hecho posible automatizar diversas tareas, aumentando así la productividad y la seguridad en la industria, además de extenderse a nuevos campos como el de la medicina. Sin embargo, estos sistemas presentan varios inconvenientes como la dificultad para realizar trabajos colaborativos con personas, debido al riesgo que supondría. Por ello, inspirándose en elementos naturales como los tentáculos de los pulpos, se están desarrollando robots flexibles que suplen algunas de las carencias de los robots tradicionales. El objetivo de este trabajo es el análisis y la evaluación de varias técnicas para reducir las vibraciones originadas durante el movimiento de un manipulador paralelo flexible. Para ello se ha diseñado un modelo matemático simplificado del robot y su sistema de control mediante MATLAB y Simulink. Utilizando ese modelo como base se ha realizado la simulación del movimiento y la aceleración del elemento terminal para una determinada consigna de movimiento, además de probar la efectividad de los distintos métodos de control de vibraciones.

[EN]The progress made in the field of robotics over the last few years has provided the means to automate several tasks, which has led to a vast productivity and security increase in industry, in addition spreading to other fields such as medicine. Nevertheless, these systems present some disadvantages, for instance, the difficulty to work in a cooperative manner with people, due to the risk involved in the procedure. For this reason, inspired by natural elements such as octopuses’ tentacles, soft robots are being developed in order to make up for the disadvantages of traditional robots. The objective of this paper is to analyze and evaluate several techniques to reduce the vibrations originated by the movement of a flexible parallel kinematic manipulator. In order to do this a simplified mathematical model of the robot and its control system has been designed with MATLAB and Simulink, which allows to simulate the displacement and accelerations on the terminal element, as well as to test the vibration control methods.

[EU]Errobotikaren eremuan azken urteotan izan diren aurrerapenek baimendu dute hainbat lan automatizatzea, horrela industrian produktibitatea eta segurtasuna handituz eta beste sektore batzuetara zabalduz, medikuntza esate baterako. Hala ere sistema hauek desabantaila batzuk aurkezten dituzte, adibidez, gizakiekin batera lan egiteko zailtasunak, istripuren bat izateko arriskua dela eta. Errobot tradizionalen desabantaila batzuk konpontzeko errobot malguak diseinatzen hasi dira elementu naturaletan oinarrituta, adibidez olagarroen garroetan. Lan honen helburua da manipulatzaile paralelo baten mugimenduan zehar sortutako bibrazioak moteltzeko teknika ezberdinak aztertzea eta ebaluatzea. Horretarako errobotaren eta kontrol sistemaren modelo matematiko sinplifikatua eratu da MATLAB eta Simulink programak erabiliz. Modelo matematiko horretaz baliatuz elementu terminalaren mugimendua eta azelerazioa simula daitezke, eta bibrazioak kontrolatzeko metodoen eraginkortasuna frogatu daiteke ere.