Projeto e implementação de um sistema de geração de trajetórias para o robô Handler da UTFPR

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ross, André Felipe
Data de Publicação: 2011
Outros Autores: Santos, André Henning, Espinoza, Rodrigo Valério
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8280
Resumo: Este trabalho consiste no projeto e implementação de um sistema de geração de trajetórias e um aplicativo de interação homem-máquina para um robô manipulador de cinco graus de liberdade de propriedade da Univesidade Tecnológica Federal do Paraná. Este robô, apelidado de Handler, está na UTFPR há muitos anos e por algum tempo permaneceu em desuso. Nos últimos anos, participou de um minucioso processo de restauração por um grupo de Tecnologia em Automação Industrial, que implementou o controle individual dos motores por saídas digitais rápidas de controladores lógicos programáveis (CLPs). Nesta nova etapa, procedeu-se com uma modelagem matemática que possibilitou o equacionamento da cinemática direta e cinemática inversa do robô. Substituíram-se os CLPs pela placa de entrada/saída digital NI PCI-6601 da National Instruments, instalada em um computador rodando o sistema operacional de tempo real LabVIEWR® RT. Este sistema é adequado para processos de tempo crítico como acionamento de motores de passo pois garante a execução de tarefas de modo determinístico. Um computador mestre executa um aplicativo de controle desenvolvido em LabVIEWR® com interface gráfica, por meio da qual o usuário pode observar e simular movimentos do robô com um modelo tridimensional, gravar sequências de pontos e comandá-lo remotamente via protocolo Ethernet, monitorando uma diversidade de dados relevantes. Agora o Handler conta com um algoritmo de cinemática e um hardware de alto desempenho, de forma que pode processar, armazenar e executar movimentos mais sofisticados. O aplicativo, desenvolvido em conformidade com padrões de projeto de engenharia de software, possibilita a reintegração do robô em sala de aula como uma nova ferramenta para o ensino da robótica na universidade.
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spelling 2020-11-11T14:05:10Z2020-11-11T14:05:10Z2011-11-17ROOS, André Filipe; SANTOS, André Henning; ESPINOZA, Rodrigo Valério. Projeto e implementação de um sistema de geração de trajetórias para o robô Handler da UTFPR. 2011. 117 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2011.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/8280Este trabalho consiste no projeto e implementação de um sistema de geração de trajetórias e um aplicativo de interação homem-máquina para um robô manipulador de cinco graus de liberdade de propriedade da Univesidade Tecnológica Federal do Paraná. Este robô, apelidado de Handler, está na UTFPR há muitos anos e por algum tempo permaneceu em desuso. Nos últimos anos, participou de um minucioso processo de restauração por um grupo de Tecnologia em Automação Industrial, que implementou o controle individual dos motores por saídas digitais rápidas de controladores lógicos programáveis (CLPs). Nesta nova etapa, procedeu-se com uma modelagem matemática que possibilitou o equacionamento da cinemática direta e cinemática inversa do robô. Substituíram-se os CLPs pela placa de entrada/saída digital NI PCI-6601 da National Instruments, instalada em um computador rodando o sistema operacional de tempo real LabVIEWR® RT. Este sistema é adequado para processos de tempo crítico como acionamento de motores de passo pois garante a execução de tarefas de modo determinístico. Um computador mestre executa um aplicativo de controle desenvolvido em LabVIEWR® com interface gráfica, por meio da qual o usuário pode observar e simular movimentos do robô com um modelo tridimensional, gravar sequências de pontos e comandá-lo remotamente via protocolo Ethernet, monitorando uma diversidade de dados relevantes. Agora o Handler conta com um algoritmo de cinemática e um hardware de alto desempenho, de forma que pode processar, armazenar e executar movimentos mais sofisticados. O aplicativo, desenvolvido em conformidade com padrões de projeto de engenharia de software, possibilita a reintegração do robô em sala de aula como uma nova ferramenta para o ensino da robótica na universidade.This work consists in the design and implementation of a trajectory generation system and an human-machine interaction application for a five degrees of freedom robot manipulator owned by Universidade Tecnológica Federal do Paraná. This robot, dubbed Handler, has been in UTFPR for many years and for some time remained in disuse. In recent years, it participated in a meticulous retrofitting work done by students of the Industrial Automation Technology Degree Program, which implemented the control of individual stepper motors using programmable logic controllers (PLC) fast digital input/output ports. In this new stage, the project dealt with a mathematical model that lead to the robot's direct kinematics and inverse kinematics solution. The PLCs have been replaced by the timing and digital I/O board NI PCI-6601 manufactured by National Instruments, installed on a computer running the LabVIEW® RT real-time operating system. This system is suitable for time-critical processes like stepper motor driving as it ensures the execution of tasks deterministically. A master computer runs a control application developed in LabVIEW® with a graphical user interface, through which the user can observe and simulate the robot motion with the assistance of a three-dimensional model, as well as record sequences of points and control it remotely via the Ethernet protocol, monitoring several relevant data. Now Handler has a kinematic algorithm and a high-performance hardware, so it can process, store and run more sophisticated movements. The application, developed meeting software engineering design patterns, enables the reintegration of the robot in classes as a new tool for teaching robotics at the university.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaDepartamento Acadêmico de EletrotécnicaEngenharia de Controle e AutomaçãoRobóticaRobôsAnálise de trajetóriaRoboticsRobotsPath analysisProjeto e implementação de um sistema de geração de trajetórias para o robô Handler da UTFPRinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCuritibaSantos, Winderson Eugenio dosRoss, André FelipeSantos, André HenningEspinoza, Rodrigo Valérioreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILCT_COEAU_2011_2_01.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1318http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/8280/1/CT_COEAU_2011_2_01.pdf.jpg95c2432159c61d8c6ce7a80e6b86c279MD51ORIGINALCT_COEAU_2011_2_01.pdfapplication/pdf5016965http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/8280/2/CT_COEAU_2011_2_01.pdf8025e140aecf5fcc5deb6c2ce9af6df4MD52LICENSElicense.txttext/plain1748http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/8280/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTCT_COEAU_2011_2_01.pdf.txtExtracted texttext/plain189840http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/8280/4/CT_COEAU_2011_2_01.pdf.txtf5be3f3677b7e46511797771d7088efbMD541/82802020-11-11 12:05:11.24oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-11T14:05:11Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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