Desenvolvimento e implementação de controle de trajetoria continua em robo industrial de alto desempenho

Orientador: Alvaro Geraldo Badan PalharesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia EletricaResumo: O presente trabalho apresenta o estudo do controle da trajetória da ponta do braço mecânico de um robô industrial, com três graus de liberdade: base deslizante, ombro e cotovelo. O trabalho mostra, também, o estudo do mecanismo diferencial, visando a sua aplicação no punho desse robô. O objetivo do controle de trajetória e do mecanismo diferencial é de dotar o robô com movimentos coordenados, que é o ponto de partida para os movimento orgânicos. O estudo do controle de trajetória inclui o desenvolvimento e a implantação de uma estratégia de controle autônoma e hierárquica para trajetórias contínuas, planares e espaciais, da ponta do braço mecânico. As características fundamentais dessa estratégia de controle de trajetória são as seguintes: - As trajetórias são expressas em forma analítica por uma equação matemática que as define; - o rastreamento da trajetória é baseado em uma lei de controle e o seu erro é corrigido através da função objetivo; - A velocidade tangencial é mantida constante. Obteve-se um avanço tecnológico considerável com o uso dessa estratégia de controle, em relação à técnica industrial atual, onde o rastreamento da trajetória da ponta do braço mecânico não é baseado numa lei de controle. O estudo do mecanismo diferencial é feito através do modelamento dos mecanismos de acionamentos, com duas e com três engrenagens e da análise dos movimentos rígido ou complacente que surgem quando esses mecanismos são acionados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalAbstract: This work proposes the study of the trajectory control of the extremity of the industrial robot mechanical arm, with three degrees of freedom: sliding base, shoulder and elbow. The work also shows the investigation of a differential mechanism, considering its application in the robot wrist. The objectives of the trajectory control and of the differential mechanism is to supply the robot with coordinated motions, which is the departing point for the organic motions. The study of trajectory control of the mechanical arm includes development and implementation of an autonomous and hierarchical control strategy for plainer and spatial continuous trajectories of the mechanical arm. The main characteristics in that trajectory control strategy are the following: - The trajectories are expressed in an analytical form defined by a mathematical equation; - The trajectory tracing is based in the control law, and its error is corrected by the objective function; - The tangential velocity is maintained constant throughout the movement. A great advance in technology was achieved with the use of that control strategy, in relation to the actual industrial technique, where the trajectory tracing of the mechanical arm cannot be based in a control law. The study of the differential mechanism was reached by modeling of driving mechanisms with two and three gears and the analysis of the rigid and compliant motions that arise when these mechanisms are driven...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertationsDoutoradoDoutor em Engenharia Elétric