Plataforma de brazos robóticos de tecnología abierta para realizar experiencias de laboratorio de control de posición, planificación de trayectoria y control de visión artificial

Abstract

El principal problema en el desarrollo de carreras de especialización en robótica en nuestro país es que no existen laboratorios con brazos robóticos que permitan hacer pruebas de control de posicionamiento, planificación de trayectoria y control con visión artificial y generalmente en entornos académicos se hace experimentos utilizando software de simulación. En el presente trabajo se propone una alternativa para mejorar el aprendizaje en el estudio de control de brazos robóticos utilizando brazos robóticos reales con una plataforma de tecnología abierta de software y hardware que permita a los estudiantes modificar los programas para implementar algoritmos de control de posición de articulaciones, planificación de trayectoria y control con visión artificial. La propuesta es desarrollar la tecnología total del sistema de control del brazos robóticos en la base al análisis de los requerimientos de electrónica y sistema de computo realizar la selección de electrónica de potencia, computadoras industriales basadas en Controlador Digital de señales (DSC), una computadora personal para interface de usuario. Desarrollar el software base para la computadora industrial y el software base para la computadora personal que permita cargar programas en línea a través del puerto serial desde una computadora personal y además una interface de usuario en la computadora que puede ser modificada de acuerdo a la necesidad y utilizar como sistema de control de nivel superior que realiza los cálculos de planificación de trayectoria, problema inverso y otros sistemas de alto nivel de control con visión artificial. Como resultado se obtuvo la plataforma de tecnología abierta que incluye hardware y software para brazos robóticos de hasta seis grados de libertad con motores de corriente continua en las articulaciones de hasta 100 vatios, encoders y sensores de fin de carrera. La plataforma se probó con la mecánica del brazo robótico serial Mitsubishi RV-M1 que cumple con los parámetros electrónicos y constructivos requeridos por el prototipo.

The main problem in the development of specialization courses in robotics in our country is that there are no laboratories with robotic arms that allow testing positioning control, path planning and control with artificial vision and generally in academic settings is done experiments using software simulation. In this paper an alternative to enhance learning in the study control robotic arms using real robotic arms with an open technology platform software and hardware that allows students to modify programs to implement control algorithms position it is proposed joints, path planning and control with artificial vision. The proposal is to develop the full technology control system of the robotic arms on the basis of the analysis of the requirements of electronic and computer system the selection of power electronics, industrial computers based on digital signal controller (DSC), a computer personnel to user interface. Develop the core software for industrial computer and basic software for the PC that allows load programs online through the serial port from a personal computer and also a user interface on the computer that can be modified according to the need and used as control system upper level that performs calculations path planning, inverse problem and other high-level systems with artificial vision control. As a result the open technology platform that includes hardware and software for robotic arms up to six degrees of freedom with DC motors in the joints of up to 100 watts, encoders and sensors to run was obtained. The platform was tested with the mechanics of serial robotic arm Mitsubishi RV-M1 compliant electronic and construction parameters required by the prototype.