Metodologia para calibração de robôs industriais com medições em sub-regiões volumétricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Toquica Arenas, Juan Sebastian
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/45016
Resumo: Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2022.
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A principal contribuição deste trabalho é a proposta e discussão de uma metodologia para calibrar robôs utilizando vários pequenos volumes de medição e agrupar os dados medidos de forma equivalente às medições feitas em regiões de grande volume, viabilizando o uso de equipamentos de alta precisão, mas limitado a pequenos volumes, como sistemas de medição baseados em visão computacional. Os procedimentos de calibração do robô foram simulados de acordo com a literatura, de forma que os resultados da simulação estejam livres de erros devido a configurações experimentais para isolar os benefícios da metodologia de medição proposta. Procedimentos experimentais baseados na medição por sub-regiões foram realizados utilizando um Laser-Tracker, permitindo destacar os benefícios da medição em pequenos volumes. Além disso, é proposto um método para validar o modelo cinemático analítico off-line de robôs industriais utilizando o modelo nominal do fabricante do robô embarcado no seu controlador.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF).This work proposes a methodology for calibration of industrial robots that uses a concept of measurement sub-regions, allowing low-cost solutions and easy implementation to meet the robot accuracy requirements in industrial applications. The solutions to increasing the accuracy of robots today have highcost implementation, making calibration throughout the workplace in industry a difficult and unlikely task. Thus, reducing the time spent and the measured workspace volume of the robot end-effector are the main benefits of the implementation of the sub-region concept, ensuring sufficient flexibility in the measurement step of robot calibration procedures. The main contribution of this work is the proposal and discussion of a methodology to calibrate robots using several small measurement sub-regions and gathering the measurement data in a way equivalent to the measurements made in large volume regions, making feasible the use of high-precision measurement systems but limited to small volumes, such as vision-based measurement systems. The robot calibration procedures were simulated according to the literature, such that results from simulation are free from errors due to experimental setups as to isolate the benefits of the measurement proposal methodology. Experimental procedures based on the proposed methodology were performed using a Laser-Tracker, allowing to highlight the benefits of measurement in small regions. In addition, a method to validate the analytical off-line kinematic model of industrial robots is proposed using the nominal model of the robot supplier incorporated into its controller.Este trabajo propone una metodología para la calibración de robots industriales que utiliza el concepto de sub-regiones de medición, permitiendo que soluciones de bajo costo y fácil implementación cumplan con los requisitos de precisión del robot en aplicaciones industriales. Las soluciones para aumentar la precisión de los robots hoy en día se caracterizan por tener alto costo en la implementación, lo que hace que la calibración en todo el espacio de trabajo sea una tarea difícil e improbable en la industria. Por lo tanto, reducir el tiempo empleado y el volumen del espacio de trabajo medido del efector final del robot son los principales beneficios al implementar el concepto de sub-región, asegurando suficiente flexibilidad en la etapa de medición como parte de los procedimientos de calibración de robots. La principal contribución de este trabajo es la propuesta y discusión de una metodología para calibrar robots utilizando varias volúmenes pequeños de medición, recopilando los datos de medición de manera equivalente a las mediciones realizadas en regiones de gran volumen, haciendo factible el uso de sistemas de alta precisión, pero limitados a pequeños volúmenes, como los sistemas de medición basados en visión computacional. Los procedimientos de calibración del robot se simularon de acuerdo con la literatura, de manera que los resultados de la simulación estén libres de errores debido a las configuraciones experimentales para aislar los beneficios de la metodología de medición propuesta. Los procedimientos experimentales basados en la metodología mencionada se realizaron utilizando un Laser-Tracker, lo que permitió resaltar los beneficios de la medición en pequeñas regiones. Además, se propone un método para validar el modelo cinemático analítico off-line de robots industriales utilizando el modelo nominal del fabricante del robot incorporado en su controlador.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM)Programa de Pós-Graduação em Sistemas MecatrônicosMotta, José Maurício Santos Torres dajstoquica@gmail.comToquica Arenas, Juan Sebastian2022-10-10T16:55:53Z2022-10-10T16:55:53Z2022-10-102022-06-22info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfTOQUICA ARENAS, Juan Sebastian. Metodologia para calibração de robôs industriais com medições em sub-regiões volumétricas. 2022. 124 f., il. Tese (Doutorado em Sistemas Mecatrônicos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.https://repositorio.unb.br/handle/10482/45016A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-08T19:05:31Zoai:repositorio.unb.br:10482/45016Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-08T19:05:31Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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